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严重塑性变形技术(Severe Plastic Deformation,简称SPD)具有强烈的晶粒细化能力，可以直接将材料的内部组织细化到亚微米乃至纳米级，已被国际材料学界公认为是制备块体纳米(晶粒大小小于l00nm)和超细晶材料(晶粒大小为l00nm~1um)的最有前途的方法，其主要的变形方式是剪切变形[10]。组织细化的主要目的在于：充分挖掘材料的潜能，获得满足军事和日益发展的航空航天等领域对高强高韧材料的需求；在较高温度下，提高材料的超塑性能力，以提高零件的生产效率和开拓难变形材料如镁合金等的加工制备新途径。在ISI的国际材料科学家排行第七的俄罗斯Ufa航空技术大学RZ Valiev教授认为，SPD技术应该满足多项条件，其中主要有：大塑性变形量、相对低的变形温度、变形材料内部承受高压。在这一原则的指导下，大塑性变形工艺得到了迅猛发展：等通道转角挤压(Equal Channel Angular Extrusion, ECAE) [11-13]、高压扭转(High Compression Torsion, HPT) [14-16]、循环挤压(Cyclic Extrusion)或往复挤压(Reciprocal Extrusion and Compression, CEC)、大挤压比挤压(High Ratio Extrusion)、累积轧制(Accumulative Roll Bonding, ARB) [17,18]、快速凝固加粉末冶金(Rapid Solidification Plus Extrusion)等。应用大塑性变形技术，已经成功地制备了纯金属、合金、钢、金属间化合物、陶瓷基复合材料、金属基复合材料、半导体等的纳米/超细晶材料。67476
图 1.1 等通道挤压 (a) 和高压扭转 (b) 装备示意图。
SPD法引起了材料专家们越来越多的兴趣和关注，不仅仅是因为纳米材料本身所具有的独特的物理和力学性能论文网，更重要的是SPD法与其他制备方法相比，具有许多独特的优点。譬如，该方法适用范围宽，可以制备大体积的试样，试样无残留缩孔，不易引入杂质；它可以方便地利用扫描电镜详细地研究组织结构及晶粒中的非平衡边界层，特别有利于研究其组织与性能的关系，而且可以采用多种变形方法制备界面清洁的纳米材料。此外，由于这种方法具有工业应用的可能性，正受到越来越多的关注。