对纯铜材料的疲劳研究，从单晶铜开始，逐渐扩展到双晶铜、多晶铜(粗晶铜)以至亚微米铜和纳米铜。但常规冷加工结合退火工艺制备的多晶铜材料其晶粒尺寸通常在10μm以上；而常见的晶粒尺寸在亚微米量级的铜大都是采用严重塑性形变法制得，其疲劳性能和位错组态与常规多晶铜存在根本性的差异；早期利用惰性气体冷凝法制备的纳米晶体铜样品由于其样品尺寸所限制，难以进行常规的(对称拉压)疲劳实验。所以，至今为止对晶粒尺寸或材料结构尺寸在几微米及以下的Cu材料的疲劳性能及位错组态的系统研究还很少。已有研究表明，孪晶界和常规晶界对位错的阻碍作用类似，所以多晶铜中孪晶界对疲劳性能和位错组态的影响也备受人们关注。 本工作采用电化学沉积的方法制备出平均晶粒尺寸细小(约5μm)，组织较为均匀的高纯多晶体铜样品。该样品微米级晶粒内含有大量的生长孪晶，孪晶的厚度从几微米到几纳米不等，但多数孪晶片层间距都在1μm以下。本文对这种电解沉积铜进行恒塑性应变幅控制下的疲劳实验，系统研究其疲劳性能，观察和分析了与生长孪晶相关的疲劳位错组态的演变特征及孪晶厚度带来的尺寸效应。主要研究结果包括：1.不同塑性应变幅下进行循环变形，电解沉积孪晶铜表现出不同的疲劳硬化行为。在较低塑性应变幅(＜8.1×10-4)下，材料初始循环硬化率较低，疲劳过程中循环应力幅值增加缓慢，达到一最大值后有一定的软化现象；在较高塑性应变幅(＞8.1×10-4)下，材料初始循环硬化率增大，循环应力幅很快达到饱和并保持恒定，无二次硬化或软化出现。随塑性应变幅的增加，最大或饱和循环应力幅值增大，CSSC中没有饱和平台区。 2.随塑性应变幅或循环周次的增加，材料中疲劳位错组态演化顺序依次为脉络结构、墙结构、胞或迷宫结构。没有观察到典型的驻留滑移带(PSBs)结构。 3.不同的塑性应变幅下，孪晶对滑移行为和位错组态的影响不同。较低应变幅时，由于启动的初级滑移系大都平行于孪晶界，孪晶对滑移行为影响不大，对材料的硬化贡献较小；较高应变幅时，孪晶对二次滑移的约束增强，随着对位错运动阻碍的增大，对材料硬化率的提高起到很大作用。一些孪晶内会形成一种类PSB结构。类PSB结构处于动态平衡状态，具有饱和特性，有利于较高应变幅下样品硬化曲线的饱和。 4.电解沉积孪晶铜样品疲劳过程中，孪晶片层的不同宽度对孪晶内疲劳位错组态的影响不同，存在明显的尺寸效应。 1)孪晶片层宽度大于1μm时，孪晶界对晶粒内部滑移行为的约束作用不大，多滑移比较容易启动，位错组态及演化过程与单晶Cu情况相近。 2)孪晶片层宽度在1μm到200nm之间时，倾斜于孪晶界的滑移系的启动，应力取向合适时，位错形成一种规则排列的墙结构，即类PSBs结构。在某些应力取向下，如果分解切应力不足以使平行滑移系开动，则孪晶内部就不会有明显的滑移行为，也没有明显的位错组态形成。 3)孪晶片层宽度在200nm到20nm之间时，由于尺度的约束，墙结构不能稳定存在，孪晶条内只有一些位错碎片，没有形成特征有序结构。此时的位错碎片主要以几何必要位错为主。 4)孪晶片层宽度在20nm以下时，由于孪晶宽度小于刃位错偶极子的最小临界间距，孪晶内部的晶格位错不再拥有稳定状态，只有少许晶界位错粘附在孪晶界上。 5.孪晶晶粒的台阶和端部应变不均匀程度较大，常常是多滑移率先启动的地方。厚度较小且平行排列的孪晶片层组结构，对倾斜滑移有很大的约束，大部分情况下会表现出很高的强度和抗形变能力；但当局部受力合适时，平行滑移系可能开动，并显示出相当的应变能力。在较大应力应变条件下，基体中晶格位错与孪晶界反应造成孪晶界上大量的粘附位错并出现台阶，这些位错及台阶可能成为有效位错源。