微机械系统，尤其是微化工机械系统的快速发展，对扩散连接封装器件及其连接部位的可靠性提出了新要求。鉴于微机械系统要承受操作工艺变化带来的疲劳载荷，因此研究扩散连接接头的疲劳性能十分必要。本文分别从理论数值模拟、微观疲劳性能和宏观疲劳性能三方面对扩散连接接头进行了研究。采用改进后的显微疲劳试验装置，重点研究了316LSS扩散连接接头的微观失效机理；对316LSS扩散连接接头进行宏观疲劳试验，探讨了扩散连接界面、晶粒大小和试样几何尺寸对疲劳性能的影响。本文的主要研究内容与创新成果有以下几个方面： (1)扩散连接微孔隙闭合的概率模型和有限元模型的建立 在系统总结目前扩散连接微孔隙闭合确定性模型基础上，首次把扩散连接表面粗糙度的分散性引入扩散连接的微孔隙闭合模型。将表面粗糙度决定的接触界面的微孔隙高度和半径视为随机变量，建立了扩散连接微孔隙闭合的概率模型，考查了实际连接表面粗糙度分布的随机性对扩散连接微孔隙闭合的影响。把粘塑性变形作为粗糙度微孔隙闭合的主要机制，建立了扩散连接微孔隙闭合的有限元模型。 (2)316LSS扩散连接接头制备和界面微缺陷检测 真空扩散方法制备了316LSS的对接接头，微观金相分析和宏观性能检测相结合确定了试样的制备工艺参数。用周期性模型和有限元电磁场分析模块探讨了界面微孔隙对电阻增量的影响，理论分析与数值结果相结合建立了二者之间的关联式，为界面微缺陷检测提供了有效的手段。 (3)316LSS扩散连接界面显微疲劳性能 利用改进的显微疲劳试验装置进行原位拉伸试验，在对扩散连接接头静载荷下的变形进行原位观察的基础上，分别研究了高应力和低应力水平下界面的失效机理和微孔隙对裂纹萌生和扩展的影响。试验结果表明：在载荷作用下，晶粒内的塑性变形优先于界面微孔隙的变化，微孔隙首先变宽而非直接沿界面扩展，只有一小部分微孔隙扩展。高应力水平下，晶粒的滑移形变、界面微孔隙的变化以及失效机理与静载荷下的情况类似。低应力疲劳条件下，晶粒滑移线比高应力条件下的滑移线均匀，细直且平行。循环硬化特征很明显。晶界、驻留滑移带和扩散连接过程中在界面附近形成的大量孪晶是裂纹容易萌生的部位。 (4)316LSS扩散连接界面疲劳裂纹扩展 对单边缺口试样进行疲劳试验，分析裂纹沿界面的扩展情况，考察了界面微孔隙和表面粗糙度对裂纹扩展的影响。试验结果表明：在疲劳裂纹的扩展中，裂纹的分叉和界面的凸起不平度可以改变裂纹的扩展路径，增加裂纹扩展的阻力。界面裂纹的扩展不仅与载荷和材料本身性能有关，而且与界面的凹凸不平度有关。在主裂纹扩展的同时，其前方界面上的微孔隙并没有扩展。主裂纹的扩展路径是沿界面，但并不是严格按界面发展，裂纹扩展路径有选择性，有穿晶扩展、沿晶扩展和近界面扩展。整体上裂纹按照波纹状路径扩展。316LSS同种扩散连接接头界面火效机理不同于异种材料界面失效机理。 (5)316LSS扩散连接接头疲劳寿命尺寸效应 对316LSS扩散连接接头和母材分别进行了低周疲劳试验，研究了界面、晶粒大小和试样几何尺寸对接头疲劳寿命的影响。试验结果表明：在相同应力幅下，316LSS母材疲劳寿命比扩散连接接头寿命大两倍。晶粒尺寸对材料疲劳性能的影响远大于对静载荷下性能的影响。对本文所讨论的宏观试样，疲劳寿命对试样尺寸的敏感性较小。以电阻为损伤参量，建立了316LSS扩散连接接头的损伤方程。