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为了研究纳米结构金属Ti的纳米力学性能,在偏压为0-140 V的范围内,采用磁控溅射方法制备纯钛薄膜。并采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）表征钛薄膜的显微组织。结果表明：钛薄膜呈现非晶与纳米晶的混合结构,且晶化程度随着偏压的升高而增大。纳米压痕测试结果表明：钛薄膜的硬度与晶粒尺寸在6-15 nm的范围内符合Hall-Petch关系。但其Hall-Petch关系的斜率与采用其他强烈塑性变形法制备的超细晶纯钛相比,明显偏小,且呈现软化趋势。此外,讨论偏压