本研究通过脉冲电解沉积技术，在纯Cu样品中制备出高密度孪晶组织，并对其结构与力学性能进行了研究。主要研究结果如下：
1.采用脉冲电解沉积技术制备纯Cu样品，电解液选用高纯CuSO4溶液，阳极选用99.99%的纯铜板，阴极为表面镀有Ni-P非晶层的铁板。脉冲电流密度为50 A/cm2。沉积态样品的密度为8.93 ± 0.03 g/cm3，纯度为99.997 ± 0.02 at%。
2.透射电镜观察结果表明，脉冲电解沉积纯 Cu 的微观结构由近于等轴的亚微米晶粒组成，平均晶粒尺寸为400 - 500 nm，晶粒内部存在高密度的孪晶片层结构，其孪晶密度随工艺参数的不同而变化，孪晶片层的厚度可从几个纳米增加到100 nm。
3.室温拉伸实验表明脉冲电解沉积 Cu 样品的强度随孪晶密度的增大而增大。对于孪晶片层平均厚度为96 nm的 Cu 样品，其屈服强度为500 MPa，断裂强度为535 MPa；当孪晶片层厚度减小到15 nm 时，其屈服强度可增加到900 MPa（约为粗晶 Cu 的屈服强度的10 倍以上），断裂强度为1068 MPa。
4.脉冲电解沉积 Cu 样品的塑性随样品中孪晶密度增加而增大：孪晶片层的平均宽度为96 nm时，样品的拉伸延伸率约3%，当平均孪晶宽度减小到15 nm时，样品的拉伸延伸率大于13%。
5.透射电镜及高倍率分辨透射电镜微观结构分析表明，在 Cu 样品的塑性变形过程中位错运动依然起主要作用，孪晶界对运动位错具有很强的阻碍作用。被阻碍的全位错与孪晶界的反应往往需要有额外的能量才能进行，从而导致了金属强化。位错与孪晶界反应所形成的孪晶位错沿着孪晶界滑移，使材料的塑性变形能力增强。
6.恒应变速率拉伸实验及应变速率跳跃实验表明具有纳米孪晶结构的纯 Cu 样品呈现明显的应变速率敏感性。纳米孪晶纯 Cu 样品的应变速率敏感指数随着样品中的平均孪晶宽度减小而增大，平均孪晶宽度为15 nm的 Cu 样品的应变速率敏感指数 m 高达0.046，该值约为相同晶粒尺寸但无孪晶结构的 ufg Cu的应变速率敏感指数的9倍。变形过程中大量位错可有效存储在孪晶界上是导致该类样品加工硬化能力提高的主要因素。而纳米孪晶 Cu 样品的应变速率敏感性源于滑移位错与孪晶界以及滑移位错与界面位错之间的相互作用。
7.应力驰豫实验表明纳米孪晶 Cu 材料在塑性变形过程中，位错运动速度和激活体积 V* 均随着其中孪晶密度的增大而减小。孪晶片层厚度为96 nm的纯 Cu 样品的激活体积大约为110 b3, 而当孪晶片层厚度减小到15 nm时，其激活体积仅为9 b3。该值比粗晶 Cu 变形过程中动位错滑移切割林位错时的激活体积至少要小一个量级。实验结果表明位错与孪晶界的交互作用以及孪晶界的迁移可能是纳米孪晶 Cu 样品主要的塑性变形动力学过程。
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