KDP晶体的纳米力学行为及飞切亚表面损伤评价研究
发布时间：2020-12-06 22:22
磷酸二氢钾（KH2PO4）晶体,简称KDP晶体,具有优异的物理性能,包括倍频效应、电光效应、压电效应、易于实现相位匹配、透光波段较宽及光学均匀性优良。而且,用快速生长技术可以获得大尺寸的KDP晶体（420mm×420mm）。因此,KDP晶体优异的综合性能使其在众多非线性光学晶体中脱颖而出,被广泛应用于激光变频、电光调制、声光调制、高速Q开关、参量振荡、压电换能器等高新技术领域。尤其,大口径KDP晶体作为开关和倍频元件在激光惯性约束核聚变装置中起到了不可替代的作用。为了输出高的激光能量,要求KDP晶体元件具有超光滑的表面和低的亚表面损伤。然而,由于KDP晶体的硬度低、脆性大导致超精密加工过程中经常在表面/亚表面出现破碎及裂纹损伤,严重地降低了KDP晶体元件的激光损伤阈值。所以,为了抑制KDP晶体的脆性断裂等损伤缺陷必须实现该晶体的延性域加工。但是,目前对KDP晶体塑性变形的机理与评价指标、脆–塑转变的临界应力条件等相关基础问题还不清楚,从而制约了KDP晶体低损伤加工技术的发展。为此,本论文以KDP晶体的纳米力学特性作为研究对象,采用先进的纳米力...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
美国国家点火装置示意图
图 1-2 KDP 晶胞结构模型Fig. 1-2 Model of the cell structure of a KDP crystal力学行为的研究现状 晶体的力学行为对评价其可加工性、分析加工意义。相关学者通常采用压痕和划痕实验的方。体微米尺度的力学性能压头的维氏硬度仪常被用来测量材料在 0~15因此，显微压痕实验被广泛地用来评价材料的的超精密加工技术，采用维氏压痕和努氏压痕实引了大量的关注。通过归纳以往的维氏压痕和P 晶体的显微力学性能如下：在（100）晶面施体的维氏硬度在 190~135kg/mm2范围内变化[25-2他晶面施加相同的载荷时 KDP 晶体的硬度将发
计算了 KDP 晶体的断裂韧性。这些研究表明 KDP 晶体在微米尺度的硬度低、脆性大。目前，探索 KDP 晶体的脆–塑转变临界应力已经成为一个巨大的挑战。此外，KDP 晶体的二倍频和三倍频晶面在高能激光系统中具有重要的应用，但是对它们在微米尺度的力学性能还缺少研究。a)（100）晶面维氏硬度[25]b)（010）和（011）晶面维氏硬度[29]a) Vicker hardness on the (100) plane[25]b) Vicker hardness on the (010) and (011)planes[29]图 1-3 KDP 晶体硬度随载荷的变化Fig. 1-3 Variation of the hardness of KDP crystals with load
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光聚变研究中心聚变靶物理实验和诊断技术研究进展[J]. 丁永坤,江少恩,刘慎业,杨家敏,李三伟,黄天晅,缪文勇,张继彦,王哲斌,杨冬,王峰,曹柱荣,李志超,杨正华,陈伯伦,张惠鸽,张保汉,陈晓东. 强激光与粒子束. 2013(12)
[2]磷酸二氢钾晶体微尺度力学行为试验研究[J]. 王栋,冯平法,张承龙,张建富. 机械工程学报. 2013(18)
[3]KDP晶体金刚石线锯切割表面缺陷分析[J]. 高玉飞,葛培琪,毕文波,毕玉超. 人工晶体学报. 2013(07)
[4]钛合金TB6铣削加工硬化实验[J]. 周子同,陈志同,蒋理科,李秀琴. 北京航空航天大学学报. 2014(01)
[5]KDP晶体各向异性对划痕特性影响的实验研究[J]. 王栋,冯平法,张承龙,张建富. 人工晶体学报. 2012(03)
[6]快速生长KDP晶体的显微硬度测试研究[J]. 孙云,王圣来,顾庆天,丁建旭,刘光霞,刘文洁,朱胜军. 功能材料. 2011(10)
[7]Novel magnetorheological figuring of KDP crystal[J]. 彭小强,焦飞飞,陈浩峰,铁贵鹏,石峰,胡皓. Chinese Optics Letters. 2011(10)
[8]KDP晶体抛光用油基磁流变液的设计和性能[J]. 魏齐龙,孟玉堂,何建国,汤光平,邹德霜,罗清. 磁性材料及器件. 2011(03)
[9]磷酸二氢钾单晶体纳米压痕的力学行为[J]. 鲁春朋,高航,滕晓辑,郭东明,王景贺,王奔,康仁科. 机械工程学报. 2010(17)
[10]磷酸二氢钾晶体单点划痕试验研究[J]. 鲁春朋,高航,王奔,郭东明,腾晓辑,康仁科,吴东江. 机械工程学报. 2010(13)
博士论文
[1]KDP晶体本构模型建立及超精密飞切加工过程的建模分析[D]. 汪圣飞.哈尔滨工业大学 2016
本文编号：2902120
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
美国国家点火装置示意图
图 1-2 KDP 晶胞结构模型Fig. 1-2 Model of the cell structure of a KDP crystal力学行为的研究现状 晶体的力学行为对评价其可加工性、分析加工意义。相关学者通常采用压痕和划痕实验的方。体微米尺度的力学性能压头的维氏硬度仪常被用来测量材料在 0~15因此，显微压痕实验被广泛地用来评价材料的的超精密加工技术，采用维氏压痕和努氏压痕实引了大量的关注。通过归纳以往的维氏压痕和P 晶体的显微力学性能如下：在（100）晶面施体的维氏硬度在 190~135kg/mm2范围内变化[25-2他晶面施加相同的载荷时 KDP 晶体的硬度将发
计算了 KDP 晶体的断裂韧性。这些研究表明 KDP 晶体在微米尺度的硬度低、脆性大。目前，探索 KDP 晶体的脆–塑转变临界应力已经成为一个巨大的挑战。此外，KDP 晶体的二倍频和三倍频晶面在高能激光系统中具有重要的应用，但是对它们在微米尺度的力学性能还缺少研究。a)（100）晶面维氏硬度[25]b)（010）和（011）晶面维氏硬度[29]a) Vicker hardness on the (100) plane[25]b) Vicker hardness on the (010) and (011)planes[29]图 1-3 KDP 晶体硬度随载荷的变化Fig. 1-3 Variation of the hardness of KDP crystals with load
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光聚变研究中心聚变靶物理实验和诊断技术研究进展[J]. 丁永坤,江少恩,刘慎业,杨家敏,李三伟,黄天晅,缪文勇,张继彦,王哲斌,杨冬,王峰,曹柱荣,李志超,杨正华,陈伯伦,张惠鸽,张保汉,陈晓东. 强激光与粒子束. 2013(12)
[2]磷酸二氢钾晶体微尺度力学行为试验研究[J]. 王栋,冯平法,张承龙,张建富. 机械工程学报. 2013(18)
[3]KDP晶体金刚石线锯切割表面缺陷分析[J]. 高玉飞,葛培琪,毕文波,毕玉超. 人工晶体学报. 2013(07)
[4]钛合金TB6铣削加工硬化实验[J]. 周子同,陈志同,蒋理科,李秀琴. 北京航空航天大学学报. 2014(01)
[5]KDP晶体各向异性对划痕特性影响的实验研究[J]. 王栋,冯平法,张承龙,张建富. 人工晶体学报. 2012(03)
[6]快速生长KDP晶体的显微硬度测试研究[J]. 孙云,王圣来,顾庆天,丁建旭,刘光霞,刘文洁,朱胜军. 功能材料. 2011(10)
[7]Novel magnetorheological figuring of KDP crystal[J]. 彭小强,焦飞飞,陈浩峰,铁贵鹏,石峰,胡皓. Chinese Optics Letters. 2011(10)
[8]KDP晶体抛光用油基磁流变液的设计和性能[J]. 魏齐龙,孟玉堂,何建国,汤光平,邹德霜,罗清. 磁性材料及器件. 2011(03)
[9]磷酸二氢钾单晶体纳米压痕的力学行为[J]. 鲁春朋,高航,滕晓辑,郭东明,王景贺,王奔,康仁科. 机械工程学报. 2010(17)
[10]磷酸二氢钾晶体单点划痕试验研究[J]. 鲁春朋,高航,王奔,郭东明,腾晓辑,康仁科,吴东江. 机械工程学报. 2010(13)
博士论文
[1]KDP晶体本构模型建立及超精密飞切加工过程的建模分析[D]. 汪圣飞.哈尔滨工业大学 2016
本文编号：2902120
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