纳米金属材料的微结构和变形机制是国际纳米材料研究领域的热点问题之一，其中纳米金属的缺陷及其在变形过程中的演变和作用是其中的关键问题。传统金属材料的塑性变形主要是通过晶体的位错运动来实现，位错集中于晶界或晶内，随着形变的进行移动和增殖，由于在这个过程中位错的交互作用，位错反应和相互交割加剧，形成位错网络。但纳米材料由于晶粒尺寸很小，晶内位错不稳定，位错增殖困难，因此，纳米晶被认为是完全无位错或很少有位错晶体。然而，发现在冷轧变形后的纳米镍晶粒内，位错仍是主要缺陷形式，并通过与其它缺陷的相互作用稳定存在于晶粒内。纳米材料变形机制受到晶粒尺寸的影响，不同晶粒尺寸的材料有不同的变形机制。已经提出的纳米材料变形机制有：晶界滑移；晶粒转动；晶界发射位错；晶界发射不全位错等等。但在什么情况下哪种变形机制占主导尚未形成统一理论。因此，对纳米金属材料进行微结构表征，揭示了纳米金属材料塑性变形的微观机制，对纳米块体材料的研究具有重要的科学意义和潜在应用价值。　　 本文对平均晶粒尺寸为20nm的电沉积纳米金属镍在室温下进行了不同变形量的冷轧，利用X射线衍射、显微硬度测试、透射电镜和高分辨透射电镜等分析其微结构特点以及塑性变形机制，通过理论计算和对高分辨电镜图像处理的结果分析，解释了透射电镜观察纳米金属时常常出现的摩尔条纹形成过程，同时发现纳米金属镍的塑性变形可分为两个阶段：（1）当应变量（厚度压下量）ε<30％时，主要以位错的运动和晶粒转动主导塑性变形。（2）当ε≥30％时，晶粒旋转停止，并且HRTEM观察发现了大量的孪晶，结合X射线衍射分析，发现存在有体心立方结构镍，说明此时变形以孪生和相变共同协调塑性变形。其中，孪晶是由晶界发射不全位错形成的，因此可观察到大量堆垛层错。文中还利用晶体学知识阐述了纳米金属镍从面心立方到体心立方的转变过程。