脱合金腐蚀方法制备的纳米多孔金属材料具有开放的多孔结构，极小的孔径和孔棱直径、巨大的比表面积以及宏观尺度的样品尺寸。由于这些结构特征，纳米多孔金属在驱动、传感、催化等多个领域展现出优异性能和潜在应用前景，从而受到广泛关注。纳米多孔金属的力学性能不仅对诸多功能应用至关重要，而且在新型高强度多孔材料探索上也值得期待。一方面，理论预测表明，由于尺寸效应，纳米多孔金属强度比同致密度常规多孔金属高一个数量级以上;另一方面，巨大的比表面积和纳米尺度开孔结构也为力学性能往复调节等智能行为提供了条件。然而，对纳米多孔金(nanoporous gold)这一理想模型材料的研究发现，虽然微米尺度上的力学性能测试显示其强度可高达到理论强度，但宏观尺度样品的压缩等实验表明其强度和弹性模量均远低于理论预测值。这些实验结果仍需进一步证实，对纳米多孔金属力学性能和变形行为的理解也有待进一步深入。此外，利用纳米多孔金的开孔结构和高比表面积的特征已能够实现强度和弹性模量的往复调控，但这些实验涉及腐蚀性介质和复杂电化学装置，不利于实际应用。在液体表面张力作用下，多孔材料与孔隙中液体亦可发生弹性交互作用，如能利用这一毛细现象实现纳米多孔金属弹性模量等力学性能的可逆调控，将进一步拓展该材料在新型智能材料领域的应用。针对上述问题，本文进行了深入研究并取得以下研究结果:　　1、纳米多孔 Au的结构连接性以及弹性模量　　(1)经典Gibson-Ashby关系式预测多孔材料的弹性模量E和强度σ与相对密度ψ的联系:E=Esψ2和σ=0.3σsψ3/2。三维成像和扫描电镜照片显示纳米多孔Au内部存在大量的断裂孔棱。在多孔结构中断裂孔棱无法承受载荷，实际承载的孔棱体积小于其固相体积，是弹性模量和强度比理论预测更低的原因。定义有效相对密度ψeff为实际承载的相对密度，经典的力学性能关系式应该做出修正:E=Esψ2eff=α2[Esψ2]和σ=0.3σsψ3/2eff=α3/2[0.3σsψ3/2]。α=ψeff/ψ是纳米多孔结构内部联接的孔棱所占分量，是定量化的结构联接性参数。　　(2)在结构粗化过程中，大量纳米多孔Au材料的弹性模量显著降低。结构粗化是通过表面扩散，部分孔棱发生断裂，断裂孔棱又发生回缩的过程。在相对密度较低的纳米多孔Au中，由于孔棱的长径比较大，孔棱断裂之后无法完全回缩，降低了α。反之相对密度的升高，有利于孔棱的回缩，抑制了α的下降。由此导致，结构粗化过程中，低密度的纳米多孔Au弹性模量显著降低，而密度较高的弹性模量能够保持稳定（ψ=～0.5）。　　(3)为了进一步研究纳米多孔Au的杨氏模量和相对密度的关系，需要抑制α的变化。微量Pt的添加能够有效抑制纳米多孔Au的结构粗化，在结构粗化被抑制的情况下，我们发现E和ψ具有关系:E∝ψ2.2，所以符合修正的关系式。　　2、结构连接性以及尺寸效应对纳米多孔Au强度的影响　　(1)通过用弹性模量表征纳米多孔结构的有效相对密度，孔棱自身的强度可以得到修正。相比未经修正的结果，修正的孔棱强度规律明显，接近纳米和亚微米Au样品强度的范围、更加收敛、可重复性高，显然更合理。此结果确证了此前结构联接性的模型及修正关系式，也使孔棱强度的预测不再需要考虑样品的处理过程，而只用弹性模量数据。　　(2)尺寸效应指出强度σ和特征尺寸L之间的关系:σ∝L-β。修正孔棱强度得到的结果是β=0.34，低于FIB切割亚微米Au样品的指数(0.61)。金属材料中的尺寸强化效应是由于内部的“位错匮乏”机制，表面或内部缺陷对强度起着决定作用。纳米孔棱和FIB切割的亚微米Au柱具有不同的表面缺陷特征可能导致两者表现出不同强化效应指数。　　(3)综上所述，欲制备高刚度和高强度的纳米多孔金属材料，必须在减小孔棱尺寸的同时保持高的结构联接性。两个方法可以达到此目的:一是抑制纳米多孔金属的结构粗化，二是制备高密度的纳米多孔结构。　　3、通过毛细现象调控纳米多孔Au的弹性行为　　(1)纳米孔隙内弯液面的液体能够在纳米多孔金属上产生巨大的毛细管力。利用毛细管力在弹性变形过程中的改变，我们可以调控纳米多孔金属的弹性变形行为。从理论和实验上我们分析了干燥过程中纳米多孔Au表观杨氏模量的变化。特别是当液体（水）的液面位于表面孔隙开口处，单向压缩变形将水挤出孔隙。液面曲率半径增大，施加于纳米多孔金属上的毛细管力（压强）减小，与外加载荷叠加，导致表观杨氏模量高于纳米多孔金属自身的杨氏模量。此表观杨氏模量的变化与毛细作用的大小、水的体积模量以及纳米多孔金属的弹性行为有关。并且当液面曲率半径远大于孔隙半径时，表观杨氏模量的变化与液面的半径大小无关。　　(2)当环境湿度升高至一定程度，纳米多孔Au孔隙内水的蒸发能够与凝结平衡。此时孔内弯液面保持稳定的曲率半径，在稳定的毛细管力作用下，纳米多孔Au维持一定的压缩应变和稳定的表观杨氏模量变化。　　4、高密度纳米多孔Au-Ag(Pt)结构粗化和压缩力学行为的初步研究　　不同于常见纳米多孔Au压缩过程中流变应力的持续升高，结构粗化后的高密度（L=～300nm，ρ/ρs=～0.5）纳米多孔Au-Ag(Pt)具有一定坪应力(stressplateau)区间。在如此高的相对密度下，普通多孔材料中的局域塑性坍塌机制似乎无法解释纳米多孔Au-Ag(Pt)的坪应力行为。我们推测不同于普通多孔材料中孔棱的弯曲，由于较高的相对密度，在一定应变以下，纳米多孔Au-Ag(Pt)的变形是以孔棱中位错的滑移为主。而且纳米尺寸的孔棱本身可以消除加工硬化（“位错匮乏”）。对此机制的实验验证以及纳米多孔Au-Ag(Pt)结构粗化过程中的变化是未来进一步研究的重点。