随着微纳米加工技术的发展和微小零部件的应用,微小零件表面力学性能的检测与评价技术已成为微小零部件制造过程中的关键.微小零件表面力学性能涉及零件表面经过加工或处理后所呈现的表层材料的状态,它与加工质量、零件的使用性能和使用寿命直接相关.其检测与分析不仅是微小零件加工质量的重要检验分析手段,而且是衡量加工水平、优选加工方法和加工参数、预测零件使用性能和寿命、设计新型材料必不可少的依据.该文针对微小零件加工技术发展和应用的需要,研制了用于检测微小零件表面力学性能的电磁式微纳米硬度检测系统,并应用此系统进行了纳米压痕实验研究,内容主要包括:首先阐述了研究微纳米硬度检测系统的背景及其应用领域,总结了硬度检测技术的国内外发展,介绍了用于纳米压痕实验研究的纳米压痕理论方法.其次优选了微纳米硬度检测系统的驱动方式及位移检测方式,基于电磁场理论设计了电磁式微纳米硬度测头的结构及其几何参数,初步地测试了微纳米硬度测头的性能.再次开发了微纳米硬度检测系统的信号处理子系统,并标定了系统参数,为纳米压痕实验研究提供了基础.最后基于纳米压痕的理论方法,对单晶铝进行了纳米压痕实验研究.根据实验数据拟合了单晶铝的载荷-位移曲线,绘出了单晶铝在不同载荷下的硬度变化曲线,分析了在不同压痕深度下的硬度变化规律.评定了系统的工作性能,分析了影响系统性能的原因,并给出解决措施.