铝基微流道换热器因具有轻质、结构紧凑、体积小、高换热效率的优势,满足换热设备的高效、小型化和轻量化发展趋势。由于间距小,微流道的变形会显著影响冷却介质在流道内的流动及换热效率,因此在保证微流道换热器扩散连接接头强度的基础上,需要对接头变形量进行控制以实现接头的形性协同。除了扩散连接工艺参数之外,铝表面氧化膜和表面形貌是铝低温固相扩散连接不可避免的影响因素。本文首先研究了Ar离子轰击对铝表面氧化膜、形貌及表面结构的影响规律,阐明了铝表面结构的演变机理,优化了离子轰击工艺参数以去除铝表面氧化膜、降低表面粗糙度。随后在Ar离子轰击基础上开展了扩散连接工艺对接头变形量和强度的影响研究,揭示了离子轰击对扩散连接界面形成的影响机制。建立了连接工艺参数与接头变形量、强度之间的数学模型,并依据数学模型对连接工艺参数进行优化以获得满足接头变形量和强度要求的铝扩散连接接头。随着轰击能量与剂量的增加,铝表面的氧化膜逐渐去除,铝基体表面粗糙度Rms呈先降低后增加的趋势。当轰击能量-剂量增加到1ke V-2×1018ions/cm~2时获得了完全去膜的平整铝表面,表面粗糙度Rms达到最低值0.61nm。伴随着大量的小黑点状的缺陷团簇和位错环,表面呈现出-85.2MPa的残余压应力和硬化状态。进一步增大轰击能量-剂量(＞1ke V-2×1018ions/cm~2),位错环和Ar气泡的长大聚集导致了辐照膨胀甚至疏松多孔形貌,铝表面粗糙化。此时铝表面的应力状态由压应力转变为拉应力,而且高能量与剂量的Ar离子轰击导致的疏松多孔形貌降低了铝表面硬度和弹性模量。不同参数的Ar离子轰击所带来的表面氧化膜和形貌的变化也影响着纯铝固相扩散连接质量。低轰击能量-剂量(＜1ke V-2×1018ions/cm~2)下,残余氧化膜的存在导致接头大面积的未焊合,接头强度最低仅为13.2MPa。提高能量和剂量至1ke V–2×1018ions/cm~2,表面氧化膜的去除以及低的表面粗糙度促进了连接界面的形成,获得了高焊合率（97.7%）、高强度（45.9MPa）的纯铝扩散连接接头,接头断裂方式为具有韧窝特征的韧性断裂。然而高轰击能量-剂量(＞1ke V/2×1018ions/cm~2)所产生的表面膨胀和多孔形貌使得接头焊合率和强度恶化,焊合率和强度最低为10.2%和8.5MPa,断口平齐且无塑性变形。连接工艺参数对接头强度和变形量的影响大小顺序均为:连接温度T＞施加压力P＞保温时间t。随着连接工艺参数的增加,接头强度和变形量得到提高。在1ke V-2×1018ions/cm~2轰击条件下,基于正交实验结果建立的连接工艺参数与接头强度Y的关系式为Y=f（T,P,t）=–217.58+0.543T–4.215P+0.145t+0.252P~2–0.0012t~2+0.005TP+0.033Pt;连接工艺参数与接头变形量D的关系式为D=f（T,P,t）=264.4–1.1935T–6.557P–0.0996t+0.001335T~2+0.000276Tt+0.016803TP。根据关系式得出450℃–5MPa–90min参数下的接头强度计算值为41.4MPa、变形量计算值为4.89%,而接头强度与变形量的实验测量值分别为45.9MPa和4.82%,界面焊合率高达95%以上。拟合计算值与实验测量值匹配良好。界面原子优先沿着轰击所产生缺陷向基体内部进行扩散,其扩散机制主要为具有最低扩散能垒的空位扩散机制。空位的增加显著降低了原子扩散激活能,增强了原子跃迁频率和扩散速率。模拟结果表明引入空位后的界面Al原子的扩散激活能为QAl-v=0.59e V,比完美晶体的界面Al原子扩散激活能QAl=0.71e V降低了0.12e V。Ar离子轰击所产生的去膜和降低表面粗糙度的效果为扩散连接的初始接触阶段提供了良好的前提接触条件。轰击缺陷促进更多的界面原子扩散进入到对侧铝基体中,连接界面产生了晶界迁移现象。在温度的加持下,界面再结晶及晶界迁移程度增大,更多的晶界越过原始连接界面而导致孔洞的收缩与闭合,最终形成有效连接。