KDP晶體(KH2PO4)是一種具有優(yōu)良光電特性的負(fù)單軸非線性光學(xué)晶體材料,具有較高的激光損傷閾值和較大的非線性光學(xué)系數(shù),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(jié)構(gòu)、脆-塑轉(zhuǎn)變機理對提高KDP晶體超精密加工質(zhì)量具有重要意義。本文首先根據(jù)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(zhuǎn)變模型。利用所建立的KDP晶體脆塑轉(zhuǎn)變模型,通過能量守恒定律計算KDP晶體發(fā)生脆塑轉(zhuǎn)變時的臨界壓力閾值,預(yù)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(zhuǎn)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(jù)實驗結(jié)果得到硬度、彈性模量等力學(xué)特性與摩擦系特性,結(jié)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(zhuǎn)變閾值的影響。對實驗結(jié)果進行分析,驗證了KDP晶體脆塑轉(zhuǎn)變模型的有效性。利用本文中的KDP晶體脆塑轉(zhuǎn)變模型可以預(yù)測不同條件下的脆塑轉(zhuǎn)變臨界載荷,及不同...

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)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(jié)構(gòu)模型（b）KDP晶體的理想外形[15]

對脆塑轉(zhuǎn)變的影響具有重要的科學(xué)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(zhuǎn)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(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀及分析1.2.1KDP晶體的微觀結(jié)構(gòu)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(xué)特性分析。實驗結(jié)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(yīng)。并推測KDP晶....

圖2-1KDP晶體壓痕脆塑轉(zhuǎn)變模型

圖2-1KDP晶體壓痕脆塑轉(zhuǎn)變模型塑轉(zhuǎn)變臨界閾值計算原理計算納米壓痕過程中脆塑轉(zhuǎn)變臨界應(yīng)力閾中1為進一步產(chǎn)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(dāng)ΔW0時產(chǎn)生一對體內(nèi)部發(fā)展產(chǎn)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(guān)系曲線

23cot4121rfEPBH系數(shù)，Er為折合彈性模量，H為金剛石壓頭硬度，米壓頭形狀參數(shù)，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(guān)系如圖PcH....

本文編號：3983155