強(qiáng)塑性變形法（SPD）通過使材料產(chǎn)生強(qiáng)烈塑性變形，將晶粒細(xì)化至納米量級(jí)。如：等通道轉(zhuǎn)角擠壓、高壓扭轉(zhuǎn)、疊軋復(fù)合技術(shù)等。強(qiáng)塑性變形制備亞微米和納米材料已引起了材料研究學(xué)者廣泛的興趣，并且對(duì)于不同強(qiáng)塑性變形方法導(dǎo)致的微觀結(jié)構(gòu)及晶粒細(xì)化機(jī)制進(jìn)行了深入地研究。但用SPD方法制備的晶粒尺寸均大于100nm。

表面機(jī)械研磨處理（SMAT）是近幾年新發(fā)展起來的通過強(qiáng)塑性變形使原始粗晶晶粒細(xì)化至納米量級(jí)的技術(shù)，最小平均晶粒尺寸可達(dá)到10nm。它不同于其他的強(qiáng)塑性變形方法和普通的噴丸技術(shù)，具有其獨(dú)特的特征，目前利用表面機(jī)械研磨技術(shù)已經(jīng)在一些金屬和合金中實(shí)現(xiàn)了表面納米化。科研人員以具有高層錯(cuò)能的密排六方金屬工業(yè)純鈦（TA2）為樣品，研究分析了工業(yè)純鈦經(jīng)SMAT強(qiáng)塑性變形后的微觀組織變化。

SMAT技術(shù)的工作原理是：在一個(gè)密閉容器中放置大量的球形彈丸，容器的上部固定試樣，下部與振動(dòng)發(fā)生裝置相連，工作時(shí)彈丸在容器內(nèi)部作高速振動(dòng)運(yùn)動(dòng)，并以隨機(jī)的方向與試樣發(fā)生碰撞，通過強(qiáng)塑性變形使材料表面納米化。處理時(shí)可以通過改變彈丸大小、振動(dòng)頻率來調(diào)節(jié)彈丸撞擊材料表面能量的大小。SMAT技術(shù)可以在材料宏觀變形量很小的情況下，在材料表面累積巨大的微觀變形量。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，SMAT技術(shù)可使晶粒最小尺寸達(dá)到10nm。SMAT和其他強(qiáng)塑性變形方式得到的晶粒尺寸相差一個(gè)數(shù)量級(jí)，其根本原因在于應(yīng)變速率和載荷方向；兩種變形方式下晶粒細(xì)化機(jī)制的差異，是由于在室溫條件下高應(yīng)變速率增加了位錯(cuò)滑移的臨界分切應(yīng)力，使SMAT方式的孿生更容易發(fā)生；動(dòng)態(tài)再結(jié)晶在SMAT晶粒細(xì)化過程中起著重要的作用。（曉紅）