在本文中，针对溶质在纳米晶中的扩散问题，选择纯铜作基体，利用表面机械研磨处理的方法，在其表面得到一定厚度的纳米晶层。然后进行表面离子注入碳，表面涂覆银浆和电镀镍等处理，在纳米晶层内部或表面得到一定浓度的间隙或置换溶质原子，热处理后考察它们的扩散行为。通过X-射线衍射、SEM、TEM、HRTEM和AES等一系列的表征手段，研究了纳米晶层结构中溶质扩散后显微组织和浓度梯度变化，得到如下结论： (1)纳米晶材料中，晶界占大量的分数，且空位浓度增加，离子注入过程中，碳原子可沿这些通道方便地迁移和聚集，从而提高了注入碳的浓度和深度。 (2)铜基体上离子注入碳，并经过适当的热处理后，会在其表面析出无定形碳和碳纳米洋葱，这是由电子束的照射作用引发的。碳原子快速扩散可能与纳米晶结构和离子辐照产生的损伤带来的缺陷(空位)有关。 (3)铜表面纳米化后其晶粒稳定性可以保持到300℃，晶粒长大的趋势不是很明显。在纳米晶铜表面涂覆Ag浆和电镀Ni后，在较低温度