磷酸盐激光玻璃纳米划痕损伤演变的研究

发布时间：2023-04-28 22:37

　　“纳米划痕”是一种在纳米尺度下研究材料表面机械性能和摩擦磨损性能的方法,其作用载荷和滑动速度通常远低于传统摩擦磨损实验。本文中所研究的材料是磷酸盐激光玻璃,因其具备优异的光学性能被广泛地应用于激光能量放大系统。在玻璃的加工制造过程中,由于剪切作用、外部环境等因素可造成接触表面的损伤进而影响玻璃表面的结构和机械性能,例如表面塑性变形、裂纹滋生和脆性断裂等问题,这些问题的存在都将会进一步影响激光系统的使用寿命和性能。目前为止,人们对玻璃损伤的研究主要集中对材料的裂纹滋生和脆性断裂等方向,对材料塑性变形的研究非常缺乏。为了增强对该玻璃在微观损伤中的理解和认识,本文开展了对磷酸盐玻璃表面纳米划痕损伤演变的研究。本文主要针对微观条件下磷酸盐玻璃机械损伤和化学磨损问题,基于纳米划痕的方式研究磷酸盐激光玻璃材料失效和损伤机理。首先,通过可调控环境的纳米压/划痕仪,完成了磷酸盐玻璃在干燥和潮湿环境下纳米划痕损伤实验;另外一部分实验,通过改变不同的工作载荷、滑动速度、循环次数等试验参数,以磨损深度为表征依据来衡量在三种参数作用下玻璃磨损量变化的关系及规律。同时,通过建立磨损模型来预测磷酸盐激光玻璃磨损深...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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1 绪论
    1.1 引言
    1.2 研究背景和意义
    1.3 国内外的研究现状
    1.4 课题来源
    1.5 研究方案和内容
2 实验材料和研究方法
    2.1 实验材料
    2.2 实验设备与方法
    2.3 表面表征设备及方法
        2.3.1 奥林巴斯显微镜和场发射扫描电子显微镜
        2.3.2 原子力显微镜
    2.4 实验数据处理方法
    2.5 本章小结
3 微观条件下磷酸盐玻璃的机械损伤和化学磨损
    3.1 磷酸盐玻璃在干燥和潮湿环境中的磨损行为
    3.2 致密化对磷酸盐玻璃表面损伤的影响机理
    3.3 水分子对磷酸盐玻璃纳米划痕损伤的作用机理
    3.4 磷酸盐激光玻璃在微观条件下的磨损机理
    3.5 本章小结
4 磷酸盐激光玻璃划痕变形的理论模型
    4.1 不同实验参数对磷酸盐玻璃表面损伤的变化规律
    4.2 磷酸盐玻璃表面磨损的几何模型
    4.3 磷酸盐玻璃表面磨损深度预测模型的计算
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果



本文编号：3804621