真正的材料創(chuàng)新除了在性能或性能組合方面達(dá)到新的極限外，還往往通過對(duì)新現(xiàn)象本質(zhì)的理解獲得新的認(rèn)識(shí)，揭示新的機(jī)制甚至新的科學(xué)原理，促進(jìn)材料科學(xué)在新的水平上進(jìn)一步發(fā)展。

Ti2448合金的拉伸強(qiáng)度約為0.9GPa，達(dá)到了其楊氏模量的1/50，與其它體心立方晶體不同，該合金的強(qiáng)度已趨近于其彈性極限，因此在受力狀態(tài)下，Ti2448合金易于產(chǎn)生彈性畸變，并且原位X射線測量、透射電鏡及高分辨電鏡的原位拉伸實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了上述推論。由于拉伸條件下原子間距隨著應(yīng)力的提高而增大，原子之間的作用力降低會(huì)導(dǎo)致彈性模量下降，即應(yīng)力所致的彈性軟化致使Ti2448合金具有特殊的非線性彈性變形行為。與其它體心立方晶體相比，Ti2448合金的拉伸強(qiáng)度更接近于其理論強(qiáng)度，因此冷加工和晶粒細(xì)化對(duì)該合金的強(qiáng)化效果很弱。根據(jù)金屬強(qiáng)化理論，缺乏強(qiáng)化機(jī)制將引發(fā)局域化塑性變形，這可能是該合金形成高度局域化非均勻塑性變形的原因。與其它金屬的局域化塑性變形導(dǎo)致脆性斷裂不同，Ti2448合金的高度局域化塑性變形是一種韌性變形行為，其斷面收縮率可以達(dá)到約80%。因此，該合金具有非常優(yōu)異的冷加工性能。

Ti2448合金是一種兼容低泊松比和高韌性的新型金屬材料。以往認(rèn)為高泊松比的材料具有高韌性，大量材料的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)也支持這一觀點(diǎn)，追求高泊松比甚至被視為改善某些材料（如金屬玻璃）韌性的有效方法[9]。在已知金屬材料中，Ti2448合金的泊松比僅高于金屬鈹，顯著低于其它金屬材料和層狀金屬陶瓷等；鈹是一種共價(jià)鍵結(jié)合的脆性材料，不具有除導(dǎo)電性以外的其它金屬特性；按照通常的觀點(diǎn)Ti2448合金似乎應(yīng)當(dāng)歸為脆性材料，然而如前所述，該合金具有優(yōu)異的韌性和冷加工性能。探索并揭示Ti2448合金高韌性的物理本質(zhì)，可能有助于解釋材料脆性的根源，并為改善材料脆性提供新的研究思路。

對(duì)易發(fā)生應(yīng)力誘發(fā)馬氏體相變的、低Sn含量的Ti2448合金（Ti-24Nb-4Zr-7.6Sn-0.07O）研究發(fā)現(xiàn)：薄膜樣品中的應(yīng)力誘發(fā)可逆馬氏體相變，只發(fā)生在擴(kuò)展裂紋附近的高應(yīng)力應(yīng)變區(qū)，因此不能視為主要的非線彈性形變機(jī)制；在低外加應(yīng)力的初期形變階段，晶粒內(nèi)部普遍產(chǎn)生沿（110）面的具有微小剪切應(yīng)變的局域晶格扭曲，這些晶格扭曲進(jìn)而演變成位錯(cuò)環(huán)，兩者均為可逆過程。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)于弄清Ti2448合金彈性性質(zhì)和變形機(jī)制具有重要意義：首先，在大多數(shù)固體材料中的位錯(cuò)需借助于已存在的晶體缺陷、以非均勻方式成核，一旦形成不易消亡，為非可逆過程，而位錯(cuò)環(huán)均勻形核及回復(fù)過程的觀察表明，在這些晶格扭曲區(qū)域，外加應(yīng)力已接近于材料的理想剪切強(qiáng)度，這與這類材料特殊的彈性性質(zhì)是一致的；其次，位錯(cuò)等晶體缺陷的運(yùn)動(dòng)通常是材料塑性變形的機(jī)制，在Ti2448合金這類材料中，它們可以作為彈性變形機(jī)制發(fā)揮作用；第三，隨外加應(yīng)力繼續(xù)增大，位錯(cuò)環(huán)的擴(kuò)張導(dǎo)致位錯(cuò)偶間的吸引力減弱，不再具有回復(fù)的能力，此時(shí)材料進(jìn)入了塑性形變階段。這些位錯(cuò)偶的有序排列可形成旋錯(cuò)，導(dǎo)致旋錯(cuò)所在的局部區(qū)域發(fā)生晶體偏轉(zhuǎn)，通過該機(jī)制，這類合金可在相對(duì)較低塑性應(yīng)變條件下發(fā)生局域納米化，由此解釋了Ti2448合金室溫壓縮和軋制過程中晶?？焖偌?xì)化的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。這些結(jié)果促進(jìn)了對(duì)于Ti2448合金形變本質(zhì)的理解，特別是具有可逆特征的位錯(cuò)環(huán)均勻成核的發(fā)現(xiàn)，豐富了人們對(duì)固體形變行為的認(rèn)識(shí)，對(duì)運(yùn)用該機(jī)制設(shè)計(jì)新合金具有重要的參考價(jià)值。

以往對(duì)于金屬植入材料晶粒度與生物相容性的關(guān)系缺乏深入細(xì)致的研究，因此存在爭議：部分研究者推測，晶粒細(xì)化可改善生物相容性，其他人則認(rèn)為無區(qū)別。產(chǎn)生爭議的原因之一是難以制備可用規(guī)格的納米結(jié)構(gòu)材料，無法開展系統(tǒng)性研究。利用Ti2448合金易于制備納米塊體材料的特殊性質(zhì)，對(duì)比研究了100μm粗晶和100nm細(xì)晶的生物相容性[12]，結(jié)果表明，在相同條件下，2種材料表面形成完整磷灰石層所需時(shí)間相差1/4：粗晶需28天，納米晶僅需21天。而且進(jìn)一步研究表明，納米晶的優(yōu)異生物相容性源于更高的表面能、表面羥基含量和表面粗糙度，粗晶的表面能為39mJ·m-2、而納米晶的表面能為45mJ·m-2；納米晶的表面羥基含量比粗晶提高了69%；粗晶表面粗糙度為1.45nm，而納米晶因晶界區(qū)域增大使表面粗糙度提高到1.94nm。該項(xiàng)研究以充分的數(shù)據(jù)證實(shí)了表面納米結(jié)構(gòu)對(duì)鈦合金生物相容性的改進(jìn)作用，揭示了表面活性提高的原因。