许多器件在微/纳米尺度下的失效机理与宏观状态相比已发生了本质上的改变，表现出明显的尺寸效应。材料的失效不仅与原子结构有关，而且还与材料的微观缺陷，如点缺陷（空穴）、线缺陷（位错）、面缺陷（晶界）等有关。金刚石微小刀具由于刀具尺寸的急剧减小使得实际刀具材料本身的晶体缺陷和刀具在制备过程中产生的微结构缺陷（如微裂纹，空隙，杂质等）成为决定其切削性能的重要因素。因此研究金刚石材料的微尺度效应以及微结构缺陷对其力学性能的影响意义重大。首先，在查阅大量文献的基础上，对金刚石薄膜建立压痕有限元模型，研究金刚石薄膜在压痕过程的应力分布云图，预测薄膜的裂纹扩展趋势；接着由仿真所得的载荷位移曲线计算薄膜的硬度及弹性模量等参数，便于与实验数据进行对比。其次，通过前面建立的二维及三维模型，通过离散位错塑性与有限元模型耦合得出薄膜材料在压痕过程的位错模拟图；从而分析薄膜在压痕过程的硬度等参数的微尺度效应以及通过位错分布分析薄膜裂纹产生扩展的趋势。最后，进行了纳米压痕验证实验。通过纳米压痕仪对聚晶金刚石材料分别采用相同最大载荷以及不同最大载荷压出多个压痕点；先根据这些压痕点的硬度值画出金刚石材料硬度压深曲线，分析材料的硬度尺寸效应；然后根据这些压痕点的载荷位移数据画出载荷位移曲线与仿真结果对比,验证了仿真模型的正确性；接着使用原子力显微镜对聚晶金刚石材料的压痕形貌及裂纹进行观察。