氮化铝（AlN）陶瓷具有高导热率、高介电系数、可靠的电绝缘性以及热膨胀系数与硅匹配等优异性能,是微电子领域优异封装材料之一。工业上一般通过抛光、磨削等加工手段来获得高质量的AlN陶瓷基板,但AlN陶瓷具有高硬度和低断裂韧性,在加工过程中极易产生表面/亚表面损伤,严重影响电子器件的可靠性。工业应用的AlN陶瓷为六方纤锌矿结构的多晶陶瓷,其晶粒取向存在明显的各向异性。目前,众多学者在AlN陶瓷的加工研究中,将其视为各向同性材料,对于AlN陶瓷不同取向晶粒的各向异性变形行为及产生机理的研究尚未清楚。本文采用金刚石压头进行压痕/划痕实验和分子动力学模拟,借助EBSD、AFM、SEM和FIB等表征手段,首先对（0001）、（10（?）0）和（（?）2（?）0）三个典型晶面压痕的力-位移曲线、硬度和弹性模量进行分析,并通过分子动力学揭示了三个典型晶面压痕过程的pop-in形成机制。随后,通过阵列压痕实验分析不同取向晶粒的硬度、弹性模量和弹性回复率,得到不同取向晶粒各向异性力学性能的变化规律。通过建立压痕施密特因子计算模型,计算不同取向晶粒滑移系的压痕施密特因子。根据施密特定律,具有最大/较大施密特因子的滑移系最易被激活,并利用分子动力学和滑移迹线法验证了激活的滑移系。进一步地,根据压痕施密特因子,确定任意取向晶粒压痕激活的滑移系,并通过分析不同取向晶粒的表面堆积和滑移线等变形行为,确定不同取向晶粒硬度、激活的滑移系和变形行为之间的关系。通过变载荷和恒载荷划痕实验,分析了AlN陶瓷划痕的表面/亚表面形貌特征、摩擦特性和材料去除行为,探究了不同取向晶粒的划痕残余深度。通过建立划痕施密特因子计算模型,确定了不同取向晶粒划痕激活的滑移系,分析了不同取向晶粒划痕表面滑移线的各向异性行为。通过单晶/多晶AlN划痕分子动力学模拟,分析了划痕的力学性能、表面堆积和亚表面位错分布特征。综上所述,本文通过AlN陶瓷材料的压痕/划痕实验及分子动力学模拟,研究了AlN陶瓷的各向异性变形行为及产生机理,对AlN陶瓷加工的各向异性行为给出了合理解释,为AlN陶瓷的加工研究提供新的见解,为实现AlN陶瓷塑性域的加工奠定理论基础。