40多年以前，科学家们就认识到实际材料中的无序结构是不容忽视的。许多新发现的物理效应，诸如某些相转变、量子尺寸效应和有关的传输现象等，只出现在含有缺陷的有序固体中。事实上，如果多晶体中晶体区的特征尺度(晶粒或晶畴直径或薄膜厚度)达到某种特征长度时(如电子波长、平均自由程、共格长度、相关长度等)，材料的性能将不仅依赖于晶格原子的交互作用，也受其维数、尺度的减小和高密度缺陷控制。有鉴于此，HGleitCr认为，高纯碲，如果能够合成出晶粒尺寸在纳米量级的多晶体，高纯碲行情，即主要由非共格界面构成的材料[例如，由 50%(in vol.)的非共植晶界和 50%(in vol.)的晶体构成]，其结构将与普通多晶体(晶粒大于lmm)或玻璃(有序度小于2nm)明显不同，称之为'纳米晶体材料'(nanocrystalline materials)。后来，人们又将晶体区域或其它特征长度在纳米量级范围(小于 100nn)的材料广义定义为'纳米材料'或'纳米结构材料'(nanostructured materials)。
许多纳米纯金属的室温硬度比相应的粗晶高2～7倍。随着晶粒的减小，硬度增加的现象几乎是不同方法制备的样品的一致表现。早期的研究认为，纳米金属的弹性模量明显低于相应的粗晶材料。例如，纳米晶Pd的杨氏和剪切模量大约是相应全密度粗晶的70%。然而，最近的研究发现，这完全是样品中的缺陷造成的，纳米晶Pd和Cu的弹性常数与相应粗晶大致相同，高纯碲厂家，屈服强度是退火粗晶的10～15倍。晶粒小子50nm的Cu韧性很低，总延伸率仅1%～4%，晶粒尺寸为 110nm的 Cu延伸率大于 8%。从粗晶到 15urn，Cu的硬度测量值满足 HallPetch关系;小于15nm后，硬度随晶粒尺寸的变化趋于平缓，虽然硬度值很高，但仍比由粗晶数据技HallPetch关系外推或由硬度值转换的估计值低很多。不过，纳米晶Cu的压缩屈服强度与由粗晶数据的HallPetCh关系外推值和测量硬度的值(Hv/3)非常吻合，高密度纳米晶 Cu牙D Pd的压缩屈服强度可达到 1GPa量级。
