纳米晶体材料拥有特殊的物理特性(如超高的强度和硬度，良好的耐磨性等)，已成为受到广泛关注的研究性课题，特别在微纳米科技方面，获得了广泛的应用。在其拥有良好特性的同时，常温下又伴随着较低的拉伸脆性和断裂韧性，严重地限制着它的实际应用。然而，最近呈现了一些纳米晶体材料在室温下表现出很强的拉伸脆性或者高温下表现出超弹性和断裂韧性改善的例子，这激起了众多学者和应用者的高度兴趣，并试图去探索纳米晶体材料的特殊增韧机制。随后，大量的理论模型，比如晶界滑移、晶界迁移、旋转变形、孪生和三叉晶界处的扩散蠕变等，已经广泛被建立用于解释纳米晶体材料的增韧机制。　　各种缺陷譬如位错、裂纹、纳米夹杂等会在纳米晶体材料的加工和使用过程中不可避免地出现。这些缺陷与特殊变形模型之间的干涉是理解纳米晶体材料断裂韧性的基础，并且位错从裂纹尖端发射是实现纳米晶体材料在脆性和韧性之间转换的关键。然而，这些现象的微机制以及与微结构演化之间的关系还不明朗。因此，裂纹尖端附近微结构演化对位错发射影响的研究能为结构设计和阻碍纳米晶体材料断裂提供理论依据。　　基于以上描述，本文根据实验观测和分子动力学仿真，建立相应的连续介质力学理论模型。利用广泛使用的 Muskhelishvili复变函数方法、弹性理论叠加原理等技巧，系统地研究了微结构的演化过程，主要的研究内容概括如下：　　(1)研究了螺旋位错与双材料附近的纳米圆形夹杂之间的干涉效应。考虑纳米夹杂与基体相连边界上的面/界面应力，利用复变函数方法和保角变换技巧，得到了这一问题级数形式的解析解，然后根据广义的 Peach-Koehler公式，计算了作用在螺旋位错上的像力。研究结果表明，螺旋位错和纳米夹杂之间的弹性干涉会受到彼此间材料的弹性失配、纳米夹杂半径、夹杂中心点到双材料界面的距离以及界面应力的强烈影响。此外，还发现，当基体相较于纳米夹杂和材料3为硬基体时，基体中的螺旋位错在双材料附近会出现稳定的平衡位置，而当基体相较于纳米夹杂和材料3为软基体时，螺旋位错在双材料附近会有不稳定的平衡位置。　　(2)在变形的纳米晶体材料中，建立理论模型用于描述晶界滑移和迁移协同变形对位错从分支裂纹尖端发射的影响。通过复变函数方法和保角变换，获得了复势函数的显式解，且计算了第一个位错从分支裂纹尖端发射所需的临界应力强度因子，还详细地分析了分支裂纹与主裂纹的相对长度以及它们的夹角对位错发射的临界应力强度因子的影响。结果表明，位错从分支裂纹尖端发射强烈地受到晶界滑移和迁移协同变形的影响，当主裂纹靠近分支裂纹时，位错从分支裂纹尖端发射将会受到抑制，且主裂纹倾向于扩展，而较短的分支裂纹尖端因为位错的发射容易导致钝化。　　(3)通过建立理论模型，研究了特殊的旋转变形与裂纹的干涉问题。利用复变函数和保角映射方法，获得了复势函数和相应应力场的解析显示表达式，然后计算了裂纹尖端应力强度因子和第一个位错从分支裂纹尖端发射的临界应力强度因子。一些重要参数比如晶粒尺寸、主裂纹和分支裂纹的相对长度与它们之间的夹角等对位错发射的临界应力强度因子的影响进行了详细地评估。结果表明，特殊旋转变形对裂纹扩展和位错发射有很大的影响。表征特殊旋转变形的向错四极子在一定条件下将会屏蔽分支裂纹尖端。而且，当主裂纹靠近分支裂纹时，会阻碍位错从分支裂纹尖端发射。