利用直流电沉积方法,通过科学地提纯镀液及合理地调节添加剂含量和电流密度,成功制备出多种含有不同晶粒尺寸、高纯的、块体的纳米晶Ni及Ni合金材料:晶粒尺寸宽分布(10～160 nm)的纳米晶Ni,一组晶粒尺寸从257 nm(超细晶)到16 nm的Ni,18 nm的Ni-24.7% Co合金和晶粒尺寸为16 nm的超厚大块Ni(7～8 mm)。拉伸实验表明,晶粒尺寸宽分布纳米晶Ni具有高强度和高塑性;还发现纳米晶Ni存在一个最佳晶粒尺寸区域(28～41 nm),在这个尺寸区域的纳米晶Ni拥有高强度和高塑性;Co元素的加入不仅进一步提高了强度,同时改善了临界区域纳米晶Ni的塑性。另外,宽分布纳米晶Ni及Ni-24.7%Co合金的力学性能还展现了强烈的应变速率依赖性。对超厚大块纳米晶Ni的压缩实验揭示了晶粒生长方向对其力学性能有显著的影响:沿着晶粒生长方向压缩时,纳米晶Ni具有高的抗压强度和延伸率;垂直于晶粒生长方向压缩时,其强度和塑性明显下降。通过特殊拉伸模式?间歇拉伸应力释放循环变形模式配合常规持续拉伸变形模式揭示了纳米晶Ni的晶界发射位错,位错扫过晶粒并被对面晶界吸收的特有变形机理。而且,在拉伸过程中通过这种间歇应力释放还显著提高了纳米晶Ni的塑性,这种提高塑性的方法可以被应用到其它纳米晶金属及合金中。