316L不锈钢表面纳米化处理结构观察(2)
1. 零文，指在空间三文尺度均在纳米尺度，如纳米尺度颗粒、原子团簇等。
2. 一文，指在空间中有两文处于纳米尺度，如纳米丝，纳米管，纳米棒等。
3. 二文，指在三文空间中有一文在纳米尺度，如超薄膜，多层膜，超晶格等。
因为这些单元往往具有量子性质，所以对零文，一文，二文的基本单元又分别有量子点，量子线，量子阱之称。
1.2 纳米材料的制备
纳米材料的制备方法主要分为三大类，固相法、气相法、液相法。液相法制备配合物纳米粒子的方法有很多种，总体上分为两大类： 物理法，化学法，物理化学综合法。
物理法是最早采用的纳米材料制备方法，这种方法是采用高耗能的方式，“强制”材料“细化”得到纳米材料，例如，惰性气体蒸发法、激光溅射法、球磨法、电弧法等。优点：产品纯度高，缺点是产量低、设备投入大。缺点：能量高，强制细化得到纳米材料，如惰性气体蒸发法、激光溅射法、球磨法和电弧法。
化学法是采用化学合成方法制备纳米材料如沉淀法、水热法、相转移法等、界面合成法溶胶-凝胶等。优点：所得纳米材料比较均匀、设备投入少，可以大量生产。缺点：产品有一定杂质、难以得到高纯度产品。
物理化学综合法制备过程中结合物理法和化学法的优点同时进行纳米材料的合成。如超声沉淀法、微波合成法等。既把物理方法引入化学法中，提高化学方法的效率或是深化化学法达到的效果[2-4]。
1.3 表面纳米化的基本方式、制备方法和技术优势
1.3.1 表面纳米化的基本方式
在块状粗晶材料上获得纳米结构表层有3 种基本方式[5-7]：表面涂层或沉积、表面自身纳米化和混合方式。
表面涂层或沉积:首先要制备出具有纳米尺度的颗粒，再将这些颗粒固结在材料表面，在材料业形成一个与基体的化学成分相同(或不同)的纳米结构表层。主要特征:纳米结构层内的晶粒大小比较均匀，表层与基体之间存在着明显的界面，材料的外形尺寸处理前相比有所增加，图1(a)。
表面自身纳米化：在材料表面形成具有纳米结构的表面层,于多晶材料，采用非平衡处理方法增加料表面的自由能，使粗晶组织逐渐细化至纳米量级。表面自身纳米化主要有两种方法：表面机械加工处理法和非平衡热力学法，不同方法所采用的工艺技术和由其所导致的纳米化的微观机理均存在着较大的差异。主要特征:晶粒尺寸沿厚度方向逐渐增大，纳米结构表层与基体之间不存在界面，与处理前相比，材料的外形尺寸基本不变，图1(b)。
混合方式：将表面纳米化技术与化学处理相结合，在纳米结构表层形成时、或形成后，对材料进行化学处理，在材料的表层形成与基体成分不同的固溶体或化合物，图1(c)。主要特征:由于纳米晶组织的形成，材料表面晶界的体积分数明显增大，这为原子的扩散提供了理想的通道，可显著地降低化学处理的温度和时间、提高元素渗入的浓度和深度，从而使得材料的化学处理更容易在低温下进行[8,9]。
图1 表面纳米化的三种基本方式
1.3.2 塑性变形致金属材料表面纳米化
表面塑性变形导致自身纳米化技术能通过往复加载使金属材料表面发生强烈塑性变形而实现纳米化,在表面形成纳米-微米梯度结构。这种独特的结构能显著地提高金属材料整体的综合性能和服役行为[10-13]。大量的透射电镜观察结果表明, 表面纳米化处理在原始晶粒中引入了大量的位错、界面等晶体缺陷, 从而使晶粒发生破碎, 其破碎程度取决于应变和应变率的大小. 随着材料表层深度的减小, 应变和应变率逐渐增加
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