“納米劃痕”是一種在納米尺度下研究材料表面機械性能和摩擦磨損性能的方法,其作用載荷和滑動速度通常遠低于傳統(tǒng)摩擦磨損實驗。本文中所研究的材料是磷酸鹽激光玻璃,因其具備優(yōu)異的光學性能被廣泛地應(yīng)用于激光能量放大系統(tǒng)。在玻璃的加工制造過程中,由于剪切作用、外部環(huán)境等因素可造成接觸表面的損傷進而影響玻璃表面的結(jié)構(gòu)和機械性能,例如表面塑性變形、裂紋滋生和脆性斷裂等問題,這些問題的存在都將會進一步影響激光系統(tǒng)的使用壽命和性能。目前為止,人們對玻璃損傷的研究主要集中對材料的裂紋滋生和脆性斷裂等方向,對材料塑性變形的研究非常缺乏。為了增強對該玻璃在微觀損傷中的理解和認識,本文開展了對磷酸鹽玻璃表面納米劃痕損傷演變的研究。本文主要針對微觀條件下磷酸鹽玻璃機械損傷和化學磨損問題,基于納米劃痕的方式研究磷酸鹽激光玻璃材料失效和損傷機理。首先,通過可調(diào)控環(huán)境的納米壓/劃痕儀,完成了磷酸鹽玻璃在干燥和潮濕環(huán)境下納米劃痕損傷實驗;另外一部分實驗,通過改變不同的工作載荷、滑動速度、循環(huán)次數(shù)等試驗參數(shù),以磨損深度為表征依據(jù)來衡量在三種參數(shù)作用下玻璃磨損量變化的關(guān)系及規(guī)律。同時,通過建立磨損模型來預(yù)測磷酸鹽激光玻璃磨損深...

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 研究背景和意義
    1.3 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
    1.4 課題來源
    1.5 研究方案和內(nèi)容
2 實驗材料和研究方法
    2.1 實驗材料
    2.2 實驗設(shè)備與方法
    2.3 表面表征設(shè)備及方法
        2.3.1 奧林巴斯顯微鏡和場發(fā)射掃描電子顯微鏡
        2.3.2 原子力顯微鏡
    2.4 實驗數(shù)據(jù)處理方法
    2.5 本章小結(jié)
3 微觀條件下磷酸鹽玻璃的機械損傷和化學磨損
    3.1 磷酸鹽玻璃在干燥和潮濕環(huán)境中的磨損行為
    3.2 致密化對磷酸鹽玻璃表面損傷的影響機理
    3.3 水分子對磷酸鹽玻璃納米劃痕損傷的作用機理
    3.4 磷酸鹽激光玻璃在微觀條件下的磨損機理
    3.5 本章小結(jié)
4 磷酸鹽激光玻璃劃痕變形的理論模型
    4.1 不同實驗參數(shù)對磷酸鹽玻璃表面損傷的變化規(guī)律
    4.2 磷酸鹽玻璃表面磨損的幾何模型
    4.3 磷酸鹽玻璃表面磨損深度預(yù)測模型的計算
    4.4 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀學位期間取得的研究成果



本文編號：3804621