随着微机电系统和微系统技术的快速发展,对微成形用薄板材料提出更高的性能要求。微成形用坯料应具备良好的塑性及有利于提高微型件力学性能、质量和精度的微观结构,而现有薄板因轧制加工存在严重的加工硬化及各向异性,晶粒间协调变形能力差,影响微型件的力学性能及成形质量。因此,金属薄板的性能改善和微观组织调控成为微成形工艺发展的关键基础问题之一。大塑性变形工艺和脉冲电流处理工艺分别在材料细化晶粒和提高综合力学性能方面具有较为显著的特点,适合于微细坯料提高综合力学性能和改善微观结构。但上述工艺在以往研究中多集中于宏观尺度材料,缺少面向微尺度坯料的可连续形变的大塑性变形方法和脉冲电流处理工艺研究,缺乏对工艺特点、尺寸效应、位错组态、微观结构演化、作用机理等方面的深入探究。因此,提出适于微成形微细坯料的形变细晶及脉冲电流处理工艺,研究工艺方法对材料组织及性能的影响规律并揭示相应的作用机理,对微成形微细材料成形前的预处理提供新的工艺参考进而推动微成形技术产业化具有重要的理论意义。本文以纯铜及铜合金薄板为研究对象,以提高塑性、强度等力学性能及改善微观结构为目标,进行了形变细晶与脉冲电流处理工艺及其作用机制研究。论文主要研究工作如下:采用滚弯方式,通过对滚弯轮齿形结构设计,给出了适用于金属带状薄板的累积塑性变形方法——反复滚弯校直法（Repetitive Roll Bending Straightening,RRBS）,采用有限元法分析了滚弯轮滚弯型槽样式、齿形结构、滚弯轮齿数等对坯料成形质量、等效应变累积量及其形变均匀性等的影响。数值模拟表明,金属薄板经过多道次的滚弯校直能够实现形变的不断累积,但滚弯校直形变大小沿坯料送进方向以每个齿形滚弯长度为单元存在周期性波动。为有效改善RRBS薄板的形变均匀性,降低试样的应变集中程度进而提高滚弯形变道次,提出了坯料错距滚弯送进方法,即相邻道次间滚弯坯料时参考一个齿形单元长度而错开一定距离的位置。基于滚弯校直过程数值模拟的结果分析,设计并加工了适于不同厚度金属薄板的反复滚弯校直装置,进行了纯铜多道次的RRBS实验,研究了形变道次对纯铜薄板力学性能变化的影响规律,实验结果表明,RRBS工艺可明显细化纯铜薄板试样的晶粒。同时,本文提出了纯铜薄板RRBS形变结合再结晶退火的复合处理工艺,在消除加工硬化提高薄板塑性的同时使晶粒得到了进一步细化。结合RRBS工艺特点,分析了 RRBS形变及再结晶退火的细晶机理。制定了电流密度、频率、脉冲宽度、持续时间等多参数组合,研究了脉冲电流对RRBS铜薄板的力学性能及微观组织的影响规律,分析认为在合适的脉冲宽度条件下,电流密度和频率作为能够瞬时改变脉冲电流通入能量的参数对材料力学性能的改善效果显著。脉冲电流显著提高了 RRBS形变铜薄板的塑性,缓解加工硬化,并促使材料在中低温发生再结晶,获得晶粒细小均匀的组织。脉冲电流产生的焦耳热导致的试样温度分布不均、热应力以及温度骤变所引发的组织演变等是影响薄板试样力学性能稳定性的重要因素。为改善微成形用冷轧铜薄板的塑性,对多尺度铜薄板进行了脉冲电流增塑处理。脉冲电流显著提高了冷轧铜薄板的塑性,且增塑效果优于常规热处理。研究发现,脉冲电流处理冷轧铜薄板体现出较明显的尺寸效应现象,即随着薄板厚度尺寸的减小,强度呈现出“越小越强”的变化,但脉冲电流处理显著弱化了由晶粒尺寸变化引起的尺寸效应,并改变了 Hall-Petch斜率,使其小于室温状态未经脉冲电流处理的试样。同时发现,脉冲电流对铜薄板的力学性能产生作用具有阈值效应,分析认为电流阈值受晶界表面积、位错密度等晶体缺陷的影响,且该效应的产生不仅体现在电流密度上,频率和脉冲宽度对其影响也十分显著。证实并分析了脉冲电流非热效应对材料塑性提升及组织结构变化的贡献及作用方式。以脉冲电流对位错的影响为基础,通过分析位错在晶界、亚晶界及晶内的分布状况揭示了脉冲电流提高铜薄板塑性的机理。基于脉冲电流高效的处理方式及其在纯铜薄板良好的力学性能改善效果,提出了采用高电流密度脉冲电流对大规模集成电路引线框架用Cu-Ni-Si合金薄板进行时效处理。脉冲电流在较低温度状态下短时间内实现了 Cu-Ni-Si合金析出大量弥散分布的纳米级强化相δ-Ni2Si和β-Ni3Si,在强度获得显著增强的同时,电导率也得到了明显提高。通过对析出相的TEM及HRTEM观察分析,揭示了脉冲电流促进Cu-Ni-Si合金析出相形成的机理:脉冲电流所引发的多种物理效应促进了空位的迁移,漂移电子与铜基体内溶质原子（Ni和Si）之间的动能交换增强了溶质原子的扩散能力,并降低了溶质原子析出过程中需要克服的能垒,从而加速了析出相的形成。