滑动摩擦可以产生极高的应变和应变率导致金属表层强烈塑性变形，从而对微观结构和力学性能产生影响。众多研究结果表明，金属经摩擦处理后，表层微观结构可细化至纳米量级，且沿深度方向呈梯度变化分布。由此，提出全新的利用滑动摩擦(Sliding Friction，SF)来实现金属材料表面纳米化的技术，用以在大尺寸平面样品上制备纳米晶结构表层。本文以国家自然基金项目(50901062)“摩擦导致钽、铌表面纳米化”为依托，对纯钽经SF处理亚表层微观结构进行表征，初步研究SF处理对其表层力学行为的影响规律，同时试探性地也对纯铜经SF处理后表层微观结构和力学行为加以研究。迄今，关于bcc难熔金属纳米晶的报道相对较少，本文对纯钽样品的研究可以拓宽对其组织、性能上的认识。其表层强化机理也可为解决在实际应用中难熔金属零部件因强度不够而过早失效等问题提供理论依据。　　采用表面SF处理技术在纯钽、纯铜样品表层制备一定厚度的纳米结构层。利用光学显微镜(OM)、差示扫描量热分析(DSC)、X-射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨电子显微镜(HRTEM)以及维氏硬度计和微小力拉伸试验机等方法研究了纯钽、纯铜表面滑动摩擦处理导致的纳米结构层的宏观组织形貌、微观结构以及力学性能等。主要研究结论如下:　　(Ⅰ)滑动摩擦处理使纯钽表层形成可达约340μm的塑性变形层;纯铜塑性变形层厚度介于350～400μm之间。变形层沿深度方向呈梯度变化分布。　　(Ⅱ)纯钽样品表面晶粒细化为完全等轴纳米晶，晶粒尺寸分布在3～13nm之间，平均为约7nm;纯铜表面晶粒平均尺寸约10nm。　　(Ⅲ)滑动摩擦处理纯钽样品纳米晶粒内发现了变形孪晶的存在;纳米晶粒间取向角差较大，晶界处呈现明显的非晶结构。　　(Ⅳ)纯钽样品表层硬度值随深度的增加而降低。最大硬度达2700 MPa，为基体硬度的2.5倍。表层纳米晶体（取表面40μm厚样品）的屈服强度高达700 MPa，为基体粗晶样品的两倍，断裂延伸率1.5％;纯铜样品显微硬度最大值可达1600MPa，远大于基体的700 MPa。纳米晶层（取表面40μm厚样品）强度远大于粗晶铜，约460MPa，均匀延伸率约1％。表面200μm厚的梯度纳米晶层的强度约为370MPa，塑性与基体接近。