表面工程技术的发展对薄膜材料力学性能及其表征评价技术提出了更高的要求.膜/基界面结合强度是薄膜重要力学性能之一,是评价膜层质量最关键的指标,是保证薄膜满足力学、物理和力学等使用性能的基本前提.根据国家自然科学基金(59971030)的任务要求,该文对薄膜体系的界面结合强度进行较详细的研究.该文在Oliveira等人的研究基础上,利用弹性力学与断裂力学知识,完善了目前用于表征划痕法这种测试方法的数学模型.与以往模型相比,新模型系统地分析了压、划作用下薄膜体系的弹性变形情况和界面裂纹萌生所需的能量,较好地描述了临界载荷同界面应力强度因子之间的关系.在上述划痕以及压痕试验的基础上,采用有限元模拟对压头划、压过程中薄膜、基体以及膜/基界面处的应力的变化进行了探讨.针对现行测试方法无法表征无明显界面薄膜系统的界面结合强度,该文提出通过测定过渡区局部材料硬度值以评定其断裂强度,建立了相关的数学模型以及相应的关系式.提出利用硬度值作为衡量膜系结合强度的概念.研究讨论了现行硬度——屈服强度评定中的若干问题,并在Jonshon的模型的基础上建立了新的硬度——屈服强度模型.该文对压头侵入材料界面过程中,界面及其两侧材料之应力、应变场变化规律及影响因素,并建立了相应关系式.