最近，非平衡金属材料研究部卢柯研究员领导的研究组，利用金属材料表面纳米化技术在解决金属材料表面氮化处理这一重大技术难题上取得突破，1月31日出版的《科学》（《Science》）报道了此项研究结果。

　 　表面氮化是一种工业上广泛应用的材料表面强化技术，材料或钢铁的表面氮化处理通常需要在高温下（高于500oC）进行，处理时间长达数十小时（部件的表 面形成一层硬质氮化物，以提高表面使役行为，如耐磨性、耐蚀性等），不仅耗能，而且致使许多材料和工件在如此高温下长时间退火后丧失其基体性能或出现变 形，因此，表面氮化技术的广泛应用受到限制。大幅度降低氮化温度是长期以来表面氮化技术的应用面临的挑战。

　　卢柯研究组与法国合作者吕坚教授共 同发展的新技术，是将金属材料表面进行机械变形处理，严重塑性变形后使其表面层组织细化至纳米量级，即在块体金属表面获得几十微米厚的一层纳米晶组织。表 面纳米化技术不但可以改进提高块体材料的表面强硬度、耐磨性、抗疲劳性能等，而且表面层的纳米组织可以显著提高其化学反应活性，使表面化学处理温度下降。 他们对纯铁进行表面纳米化处理，在几十微米厚的表面层中获得纳米晶组织。然后利用常规气体氮化处理在300oC保温9小时后成功地实现了表面氮化，获得 10微米厚的氮化物层，而未经处理的纯铁在同样条件下几乎无氮化物形成。性能测试结果表明在300oC下形成的表面氮化层具有很高的硬度、耐磨性和耐腐蚀 性。这一结果证明铁的表面氮化温度可以经表面纳米化技处理后大幅度下降，从而使表面氮化技术的适用面（材料和工件种类）大大拓宽。同时也说明通过表面纳米 化技术可以实现材料表面结构选择性化学反应。这一成果显示纳米技术对传统产业技术的升级改造具有重要的推动作用。

沈阳材料科学国家(联合)实验室供稿