单晶硅材料是当代电子工业中应用最多的半导体材料,它在航空航天、光学、电子和微电子等领域发挥着十分重要的作用。但是在室温下单晶硅材料是脆性材料,它的断裂韧性很低,受到很小的载荷就有可能出现裂纹和发生断裂,因此加工十分困难。随着科学技术的进步,对脆性材料进行超精密车削和超精密磨削技术得到很大发展。由于压痕试验与超精密加工过程非常相似,因此人们常常通过静态压痕试验来研究单晶硅材料的力学性能,分析其弹/塑转变和裂纹生成的机理。但是在超精密加工过程中单晶硅材料承受很高的应变率,而在静态压痕试验中单晶硅材料承受的应变率可以忽略,所以用静态压痕试验得出的结论来分析单晶硅材料的可加工性是不合适的。本文是国内首次根据静态压痕试验理论和SHPB理论设计和建立了一套动态压痕试验系统,它由动态压痕试验装置、应变测量电路、数据采集系统组成。这套系统可以用来对材料进行动态压痕试验,获得材料的动态力学参数,也可以获得材料的动态应力-应变曲线,从而分析材料的动态塑性性能。其次通过对单晶硅材料粗糙表面和光滑表面分别进行动态压痕试验和静态压痕试验,发现单晶硅材料粗糙表面的硬度值小于光滑表面的硬度值,单晶硅材料在动态加载条件下的硬度值小于静态加载条件下的硬度值。然后通过SEM观察单晶硅试件表面压痕形貌,发现粗糙表面比光滑表面容易生成大裂纹,在相同载荷作用下单晶硅材料在动态压痕试验得到的裂纹要大于在静态压痕试验得到的裂纹,表明在动态加载条件下单晶硅材料更容易生成裂纹和破碎。从试验中可以看出单晶硅材料表面光滑程度和材料所受的应变率对单晶硅的性能影响很大,因此在加工和使用单晶硅时应尽量使其表面光滑,以减少裂纹和缺陷对材料性能的影响。