随着微纳米科学与技术研究的迅猛发展,对于微尺度实验力学的研究也提到议事日程。本文基于不同的高空间分辨成像系统,研究了具有微纳米分辨水平的新的实验力学检测方法和技术。 首先在检测方法和技术方面主要做了如下三个方面的工作:一、微区域变形的微纳米压痕标记检测方法。这一方法在数字化显微系统下,完成微区域点阵变形检测,从而实现了微区域小变形测量。在该方法中,还研究了微标记点的信息提取与表征方法,讨论了微标记法在薄膜材料性能检测中的可行性及其检测性能;二、微尺度全场光学检测技术和方法研究。在这一研究中,设计并建立起一套基于Linnik 显微结构的散斑微干涉系统,研究了系统的光学性能和基于该系统的微尺度全场光学计量方法,并对其在微尺度试件的检测性能和应用做了全面研究。这一研究将ESPI 的应用下限从几十微米扩展到了数微米特征尺度的范围。最后这一研究还将TSPI 应用纳入到了微尺度对象的检测领域;三、在SEM 环境下,研究了基于晶粒尺度的多晶材料变形和演化检测方法。通过数字图像处理与识别技术,对晶粒结构的晶界进行识别,提取其变形信息,得到了晶粒间的变形场分布。 在研究了以上三个微尺度实验检测方法与技术的基础上,又分别进行了三个方面的应用研究:一、采用微标记阵列检测方法研究了薄膜的微区域变形,探讨了微压痕阵列标记法在10μm 到50μm 范围不同厚度镍膜上的检测性能。通过应用微细电火花技术在20μm 厚的镍膜上预制了微孔洞初始缺陷,然后再应用阵列微压痕标记方法,获得了微孔洞缺陷邻域的变形分布;二、基于所建立Linnik 微干涉系统,应用ESPI 和TSPI 方法,对不同尺度的Cu 和NiFe 薄膜微桥试件进行了检测,并采用了三种不同的理论模型对微桥变形进行了研究;三、基于晶粒尺度,对硬铝的变形演化进行了检测。在SEM 环境下,对硬铝材料进行单向拉伸,获得了拉伸过程中晶粒间的变形演化信息。