纳米压痕测试技术在近三十年的应用和发展中取得了大量成果,现已逐渐发展成为材料微观力学性能测试的主流技术之一。但随着电子和计算机相关的精密制造技术的发展使得微小产品、试件的尺寸以及表面改性层厚度等越来越小,使得纳米压痕测试误差的影响越来越突出。在影响测试误差的诸多因素中,试样倾斜因其存在的普遍性、分布的随机性以及对纳米压痕测试影响机理的复杂性而备受瞩目。本文采用理论分析与实验研究相结合的方法研究了试样制备及试样装夹过程中存在的试样表面倾斜对纳米压痕测试结果的影响规律。论文首先针对玻氏压头在倾斜表面的复杂性,建立了玻氏压头试样倾斜下投影接触面积的理论分析模型。结果表明,试样的倾斜角将会影响压痕测试中真实投影接触面积的大小,而且这种影响随着倾斜角度的增加而增大。同时,旋转角对压痕的真实投影接触面积也会产生影响,旋转角为60°时对真实投影接触面积的误差最大。因此,如果要保证投影面积误差在允许误差范围之内,则需要保证倾斜角的绝对值足够小,同时控制旋转角的角度。通过实验研究了试样倾斜对纳米压痕测试结果的影响规律。针对实验中特定倾斜角及倾斜方向的试样难于制备的问题,提出了一种利用薄膜对试样进行处理的方法。根据此方法,着重分析了试样倾斜对纳米压痕测试结果中重要的6个因素:载荷-位移曲线、压痕深度、接触刚度、投影接触面积、硬度和弹性模量的影响,并以载荷加载及位移加载两种加载方式为出发点,对两种方式下的结果进行对比分析。结果发现,纳米压痕测试结果之间具有广泛的关联性,在倾斜下均会产生不同程度的影响。同时试样倾斜会导致分析模型产生测量误差,而对两种加载模式下产生的误差大小有所不同,位移加载模式下的弹性模量测量误差更大,而载荷加载模式下的硬度测量误差则更大。根据玻氏压头以及圆锥压头试样倾斜下投影面积的分析模型,对不同面角的棱锥压头以及圆锥压头的投影面积误差进行对比研究。结果发现,在相同的倾斜状况下玻氏压头相比其它压头受到的影响更大。最后根据投影面积误差大小导出了不同压头测试下的试样最大可行性倾斜角,提出了玻氏压头纳米压痕测试中试样可行性倾角的判定方法,间接指导了纳米压痕测试试样的制备及设备的校准。