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微机电系统（MEMS）是近几年迅速发展起来的一个研究热点。微观力学是MEMS研究中的关键问题之一。考虑到很多微型机械构件是在带电条件下工作，力-电-热多场耦合作用下微机械构件材料力学行为的研究显得迫切需要。本论文研制了电磁驱动微拉伸装置，并对直流电场作用下样品的微观力学特性进行了实验研究，具体包括以下三方面的工作：
1．运用电磁驱动理论对单轴微拉伸装置进行了研制和改进。利用高输入阻抗的运算放大器电路和驱动电缆技术，提出采用高精度电容位移传感器进行微位移的测量，使传感器具有很好的线性度、准确度和较高的稳定性，使改进后的微拉伸装置对位移的分辨率达到1.195nm，大大提高了测量结果的精确性。在动静样品台上布置电路，可以精确控制施加电流（电场）大小，从而实现力—电—热多场耦合作用下微构件材料力学性能的测量；将虚拟仪器软件平台LabView用于电磁驱动微拉伸系统进行测量数据采集和分析处理，减少了繁多的数据处理过程，大大缩短了实验过程，特别是虚拟示波器的使用，可以实时地观察测试过程中材料在载荷作用下性能的变化趋势。
2．利用自行研制的微拉伸装置对直流电流作用下不锈钢微构件的力学性能进行了研究。实验结果表明，不锈钢微构件在拉伸作用下出现明显的塑性变形；微尺度下，不锈钢微构件力学性能与宏观性能有所不同，出现了小尺寸效应；电流作用下，不锈钢微构件的弹性模量和拉伸强度随电流的增大而降低，初步分析，可以认为是电塑性效应和焦耳热效应导致的结果，深入的分析需要量子力学的知识；提出对于纳米级管或线状构件，可以选取整齐的纤维束或阵列进行研究，然后采用细观力学的统计理论进行分析。
3．利用原子力显微镜（AFM）结合纳米压痕技术对直流电场作用下样品金（Au）进行了纳米压痕实验。根据原子力显微镜的工作原理，分析了利用原子力显微镜进行纳米压痕实验的技术和实验方法；得到了样品金的压痕表面形貌图，观察发现无论在无电场作用下还是有电场作用下，压痕周围的金属由于挤压而形成了凸起，即压痕周围的亮区为材料被挤出的区域；实验结果表明，在外加直流电场作用下，随样品截面电流密度的增大，硬度值有增大的趋势，而残余压痕和弹性模量都呈现减小的趋势。