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表面纳米改变了材料表面的结构,表面纳米晶之间形成高体积分数的界面为元素扩散提供了理想的通道,使材料表面的化学热处理更容易进行。例如在利用氨气分解对钢铁材料进行渗碳处理的常规方法中,温度一般大于500~550℃,时间大于20h。然而,对经表面机械研磨处理而得到纳米晶的纯铁在300℃下渗氮9h,就达到非常满意的氮化物层。即表面纳米化能够有效地降低化学热处理的温度和时间,提高渗入元素的浓度和渗层厚度。