在材料科学和工程领域,合金金属和纳米结构材料呈现出优异的力学和物理性能,具有广阔的应用前景。众所周知,合金化通常用于改善材料性能,但对资源的依赖性相对更大,不利于回收再利用。相反,通过调整材料内部的固有缺陷,即材料素化设计的纳米结构材料,可同时实现材料性能提升,促进材料回收和再利用。Ni_3Al是L1_2型结构的金属间化合物,在航空航天工业中得到了广泛的应用。然而,较低的塑性变形敏感性和较高的脆性开裂性严重限制了其工业应用。本研究中,通过素化设计,在Ni_3Al中引入超晶格内禀堆垛层错可显著地提高其强度和韧性。相较于孪晶,超晶格内禀堆垛层错的增强增韧效果更为明显。含超晶格内禀堆垛层错和孪晶的纳米结构化Ni_3Al的强度分别与面缺陷特征尺寸的1次方和1/2次方成反比。此外,也可以通过面缺陷如复杂堆垛层错和孪晶来实现Ni_3Al的硬化。面缺陷的尺寸效应和增强增韧增硬机理是由面缺陷对位错运动的阻碍作用和钉扎效应以及面缺陷的再生所主导的,软/弱化效应主要归功于面缺陷的褪去和迁移。本研究可为航空航天高性能纳米结构材料的设计提供了新的思路。