虽然在粗晶材料中,固溶强化已得到深入研究并提出了许多成熟的理论,但已有的固溶强化理论并不一定适用于纳米晶合金。现有研究对纳米晶合金中是否存在固溶强化以及其效果如何仍存在争议,主要原因在于当纳米晶合金溶质含量发生改变时,晶粒尺寸、晶界成分、晶界宽度等微结构因素通常随之改变。这些微结构因素的相互交织使得对纳米晶合金单独的固溶强化作用难以揭示。本课题设计并制备了由不同低溶质含量晶体层和相同高溶质含量非晶层组成的两个系列的Cu-Ti合金纳米多层膜。在这样的多层膜中,由于晶体层在非晶层上重新形核生长时晶粒的尺寸对溶质含量不敏感,两种不同溶质含量的晶体层将生长为直径相当的柱状晶;同时由于非晶层的阻断,柱状晶的高度被限制为晶体调制层的厚度。通过独立改变晶体层中柱状晶的成分和高度,我们揭示了纳米晶合金单独的固溶强化作用。实验结果表明随着Ti含量从0.3增加到5.3 at.%,Cu合金固溶体的硬度提高了1.5±0.2 GPa,并且这一结果不随直径10 nm柱状晶的高度由188 nm降至6 nm而改变。这表明纳米晶合金中的固溶强化作用和晶粒尺寸无关,无论是当形变行为由晶内位错机制主控还是当形变行为由晶界位错机制主控。