纯钛及其合金由于具有良好的生物兼容性，且与传统不锈钢和钴基合金相比具有重量轻、耐腐蚀性强等优点[19]，已经广泛应用于生物医学领域。同时，钛在功能材料及航天航空领域也有一定的应用。与钛合金相比，纯钛呈化学惰性且生物兼容性更好，十分适合用于制造人造骨骼和人工牙种植体。但粗晶纯钛硬度低，耐磨性较差，阻碍了它的进一步应用。因此，有学者想到了借助纳米化的方法提高钛的强度和硬度。81226

绝大多数材料的失效都发生在材料表面，如疲劳断裂、腐蚀、磨损等。这些失效形式对材料的表面结构和性能十分敏感。通过材料的表面纳米化，提高表面性能，有助于对材料的全方面属性进行提升。目前已经有许多学者对纯钛的梯度纳米化进行了研究，得到的一个普遍结论是：梯度纳米结构纯钛的表面硬度和强度要远远高于芯部粗晶组织论文网。张聪惠[20]利用SMAT方法对工业纯钛进行了表面纳米化，原材料是厚度为10mm的退火态（CG）板材，研究发现：（1）经处理后的样品强度得到明显提升，但均匀伸长率下降了。这可能是因为纳米晶晶粒尺寸太小，它自身的应力不足以促使位错源开动，位错移动更为困难，因此伸长率降低。（2）表面纳米层在断裂时呈滑移分离断裂，而芯部粗晶则是微孔聚集型断裂。