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铁电薄膜的特异性能，例如热释电性能、铁电性能、压电性能、电致伸缩性能、非线性光学性能以及电光性能等，使其具备了广泛的应用前景，进而引来了世界各地的学者以及政府部门的特别关注。薄膜的力学性能与剥离、脆性断裂和疲劳退化有着重要的联系，他们都是影响铁电薄膜器件可靠性的关键性因素。薄膜和基底之间的结构失配、热失配以及在薄膜制备时所经历的高温到低温的变化过程，导致了薄膜中残余应力的形成变得不可避免。因此准确地确定残余应力，在铁电薄膜及其相关器件的制备和生产中具有特殊的意义。本文回顾了几种常用的薄膜残余应力测量方法，然后重点关注了非破坏性无损伤测量的X射线法（XRD）用于测量铁电薄膜残余应力的现状。基于XRD，本文针对铁电薄膜的特性（如各向异性或者是横观各向同性、压电性和晶粒取向等），以Pb(Zr0.52Ti0.48)O3（PZT）薄膜为研究对象，提出了两种测量铁电薄膜残余应力的方法模型，探讨了(Na1-xKx)0.5Bi0.5TiO3（NBT-KBT-100x）薄膜残余应力的XRD测量和分析。主要内容包括以下几点：1.取向平均方法考虑了薄膜的横观各向同性、压电性和晶粒取向，是一种考虑了更全面的信息的残余应力估算方法。通过估算三种PZT薄膜中的残余应力，验证了取向平均方法的可靠性。在考虑一个衍射峰的情况下，取向平均方法只对具有随机取向特征的多晶铁电薄膜有效；而在考虑多个衍射峰的情况下，取向平均方法既适合于具有随机取向特征的多晶铁电薄膜，也适合于具有择优取向特征的多晶铁电薄膜。2.利用金属有机物分解法，在LaNiO3（LNO）/SiO2/Si（100）基底上制备了不同钾含量的NBT-KBT-100x的铁电薄膜，对其微结构、介电、压电以及力学性能进行了表征，并用sin2法近似的估算了残余应力。此外考虑到传统sin2法中没有包含晶粒取向的信息，我们这里用取向平均方法对NBT-KBT-100x薄膜的残余应力也进行了估算。相对于传统sin2法来说，取向平均方法考虑了更全面的信息，因此应该更能反映多晶铁电薄膜的实际情况。估算结果表明，晶粒尺寸对残余应力大小有一定的影响。3.晶粒应变模型以单个晶粒为研究对象进行建模，可以用于估算薄膜的界面和表面残余应力。根据热力学理论，重点对薄膜界面处的残余应力进行分析讨论。通过对PZT外延膜中界面残余应力的估算发现，在薄膜很薄的时候，晶粒应变模型与热力学理论得到结果的很接近；而随着薄膜厚度的增加，由于热力学理论没有考虑结构松弛机制对界面残余应力的影响，晶粒应变模型的结果逐渐偏离于热力学理论的结果。另外，将晶粒应变模型得到的表面残余应力与取向平均方法、残余应力来源分析以及热力学理论的结果进行了比较。相对于热力学理论的结果而言，前三者的结果相互之间更为接近，说明本方法模型考虑结构松弛机制对薄膜的界面残余应力具有一定的合理性。