硬度综合反映了材料的弹性、塑性等一系列物理性能，是材料力学性能的一个重要参数。传统硬度测试技术在微纳米尺度已不再适用。本文介绍了微纳米尺度硬度的静态和动态测试机理，分析了纳米硬度计的测试特点，并对测量误差产生的可能原因做了说明。最后简要分析了微纳米硬度测试技术的发展趋势。

用原子力显微镜（AFM）考察施加OTS分子润滑膜前后Si（100）表面的粘附、摩擦性能，并对比了空气相对湿度、扫描速度对粘附、摩擦性能的影响效果。结果表明，施加OTS膜后可以有效降低Si（100）表面粘附力和摩擦系数，呈现较好的润滑性能，且受空气相对湿度变化的影响较小。另外，适当提高扫描探针扫描速度，可以改善Si（100）表面和OTS膜表面摩擦性能，降低摩擦力。

粘附现象是微／纳机构中特有的现象，在构件材料强度满足要求的条件下，微／纳机构中的粘附和摩擦是造成其失效的主要原因。如何防止或减轻粘附已成为微／纳机电系统（MEMS/NEMS）领域的研究热点。介绍了缈纳机构中的粘附问题，分析了粘附机理和各种粘附接触模型，说明了表面能法和微凸体积分法防粘附设计微／纳机构的原理，最后阐述了释放干燥工艺、减少实际接触面积和降低表面能等各种抗粘附措施。

静电驱动的微XY平台、微探针阵列及具有超高密度存储功能的记录介质相结合的高密度数据存储技术是目前的研究热点。该文提出并设计了用于相变探针存储系统的微型静电驱动器，其具有面积为12mm×12mm的中央XY平台和100μm的静态位移，平台上相变存储介质的面积定为6．4mm×6．4mm，考虑分析了该驱动器的可靠性及机械干涉问题。分析表明，所设计的静电微驱动器的结构合理，各项参数可行，可满足相变探针存储系统的要求。

在Si（100）基片上制备了十八烷基三氯硅烷（OTS）分子润滑膜，并用原子力显微镜（AFM）对比研究了施加OTS膜前后的硅表面的粘附、摩擦磨损性能。试验考虑了相对湿度和扫描速度对粘附、摩擦性能的影响。结果表明，相对于硅构件来讲，OTS膜表面粘附力较小，具有较小的摩擦因数，呈现较好的润滑性能；硅构件受湿度变化的影响比OTS膜明显。微构件的摩擦性能由于水合化学作用生成Si（OH）。润滑膜，使得其受相互间运动速度影响很大。OTS膜不仅是一种耐磨性较好的润滑膜，而且有良好的稳定性。

为了解构件尺寸的微型化给材料的强度带来的影响,利用纳米硬度计通过微悬臂梁的弯曲试验法来测量多晶硅微构件弯曲强度,利用电磁驱动微拉伸装置测试了抗拉强度.试验研究表明,多晶硅微构件的弯曲强度和抗拉强度表现出随构件尺寸的减小而增加的尺寸效应.统计分析表明,多晶硅微构件的平均弯曲强度为(2.885±0.408)GPa,其平均抗拉强度为(1.36±0.14)GPa.研究结果为微机械构件的可靠性设计提供依据.

讨论了在大气环境或有液体的环境下,表面张力对微加工悬臂梁结构粘附的影响,以及真空条件下Casimir量子力对微机械薄膜微腔结构的稳定性和粘附的影响.建立了Casimir量子力作用下粘附问题的实际粗糙模型理论.对不同表面力作用下的抗粘附结构研究结果表明,微悬臂梁和薄膜微腔结构的稳定性和粘附与材料的弹性特性、材料的表面特性、结构的长度、厚度以及构件与基体之间的间隙有关,而与结构的宽度无关.给出了抗粘附结构参数设计的对数坐标图.

为了了解构件尺寸的微型化给材料的强度和弹性模量带来的影响,利用纳米硬度计通过微悬臂梁的弯曲实验来测量其力学特性.该方法可精确测量微悬臂梁纳米级弯曲形变,但必须考虑压头在微悬臂梁上的压入及微悬臂沿宽度方向的挠曲.试验研究表明,多晶硅微悬臂梁的平均弹性模量为156 GPa ±(4.52～9.83)GPa,其失效断裂强度表现出对构件有效体积和表面积的尺寸效应.由实验测得的失效强度得到KC=1.62 MPa *m1/2,计算出的缺陷尺寸a为58～117 nm.

力学场与电场造成的场耦合下，微构件材料的力学行为的研究有重要的意义．用自制的微拉伸装置，通过对不同电流作用下的直径为20m的316L微构件进行拉伸实验，发现微构件在拉伸作用下出现明显的塑性变形；力学性能与宏观性能有所不同，出现了小尺寸效应；不同电流作用下，微构件的弹性模量和拉伸强度随电流的增大而降低，获得了可靠的设计参数．

随着微机电系统的发展微流动技术作为其重要的分支其研究越来越显得重要.文章主要对硅油在不同的微管内径下的流动规律进行了实验研究以探索微观领域和宏观领域的区别.本实验中采用的介质是高黏度的硅油微管内径分别为50 μm和100 μm管长为40 mm测量了硅油在该微管道中流动的流量和压力特性.在本实验条件下试验结果基本上与宏观流动特性相似流量和液体的压降呈线性关系N-S方程在此实验条件下仍可以适用.