KDP晶體(KH2PO4)是一種具有優(yōu)良光電特性的負單軸非線性光學晶體材料,具有較高的激光損傷閾值和較大的非線性光學系數,在慣性約束核聚變激光光路中具有不可替代的作用。目前KDP晶體實際的激光損傷閾值與其理論閾值想去甚遠,大大降低了KDP晶體的使用性能,因此研究KDP晶體的微觀結構、脆-塑轉變機理對提高KDP晶體超精密加工質量具有重要意義。本文首先根據位錯理論建立KDP晶體在恒定載荷納米壓痕和刻劃條件下的脆塑轉變模型。利用所建立的KDP晶體脆塑轉變模型,通過能量守恒定律計算KDP晶體發(fā)生脆塑轉變時的臨界壓力閾值,預測亞表面損傷出現(xiàn)的位置,分析壓頭形狀、各向異性對脆塑轉變閾值的影響規(guī)律。使用納米壓痕儀對KDP晶體(0 0 1)晶面進行納米壓痕和劃痕實驗,根據實驗結果得到硬度、彈性模量等力學特性與摩擦系特性,結合KDP晶體各向異性、滑移系等理論,利用壓痕/劃痕形貌、載荷-壓深曲線、摩擦力變化來分析壓頭形狀、垂直載荷對KDP晶體變形機理和脆塑轉變閾值的影響。對實驗結果進行分析,驗證了KDP晶體脆塑轉變模型的有效性。利用本文中的KDP晶體脆塑轉變模型可以預測不同條件下的脆塑轉變臨界載荷,及不同...

【文章頁數】：62 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1KDP晶體的四方晶系模型（a）KDP晶體的結構模型（b）KDP晶體的理想外形[15]

對脆塑轉變的影響具有重要的科學和工程價值。所以為了使KDP晶體達到使用要求，就深入研究KDP晶體脆-塑轉變機理實現(xiàn)KDP晶體延性域加工具有非常重要的意義。1.2國內外在該方向的研究現(xiàn)狀及分析1.2.1KDP晶體的微觀結構KDP（KH2PO4）晶體在室溫下屬于四方....

圖1-3二倍頻晶面表面劃痕形貌圖

載荷逐漸增大，這種差異不斷擴大。魯春朋，高航等人[24-25]，針對(001)晶面和三倍頻晶面采用帶有針尖半徑為50nm的玻氏壓頭的納米壓痕儀對KDP晶體進行力學特性分析。實驗結果表明，兩個晶面的納米硬度H和彈性模量E都表現(xiàn)出強烈的載荷依賴效應。并推測KDP晶....

圖2-1KDP晶體壓痕脆塑轉變模型

圖2-1KDP晶體壓痕脆塑轉變模型塑轉變臨界閾值計算原理計算納米壓痕過程中脆塑轉變臨界應力閾中1為進一步產生位錯所需能量包含位錯芯原為壓痕過程中壓頭做功[32]。當ΔW0時產生一對體內部發(fā)展產生層錯，ΔW0時的垂直載荷P即ΔW可以表示為式2-1。=ObIW....

圖2-2垂直載荷P與塑性變形區(qū)半徑d的關系曲線

23cot4121rfEPBH系數，Er為折合彈性模量，H為金剛石壓頭硬度，米壓頭形狀參數，對于圓錐壓頭取λ=1.25。P作用下，KDP晶體壓頭接觸半徑c和塑性變形區(qū)求得，垂直載荷P與塑性變形區(qū)半徑d的關系如圖PcH....

本文編號：3983155