易解理氧化镓晶体微尺度力学行为试验研究

作     者：徐亚萌 周海 张杰群 任相璞 张春伟 XU Yameng;ZHOU Hai;ZHANG Jiequn;REN Xiangpu;ZHANG Chunwei

作者机构：盐城工学院机械工程学院盐城224051 

出 版 物：《中国机械工程》 (China Mechanical Engineering)

年 卷 期：2022年第33卷第18期

页      面：2234-2240,2248页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0703[理学-化学] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金(51675457) 江苏省研究生实践创新计划(SJCX20_1351) 江苏省微纳米生物医学仪器设计与制造重点实验室开放研究基金(KF202009)。 

主　　题：氧化镓晶体 各向异性 机械性能 脆塑性转变 

摘      要：为了探寻单晶氧化镓晶体超精密加工的易切削方向以及临界切削深度,将单晶氧化镓晶体(100)晶面和(010)晶面等角度划分成24等份,对每个方向上用Berkovich金刚石压头进行纳米压痕试验、用Cube金刚石压头进行纳米压痕和划痕试验。试验结果表明,在(100)晶面120°方向上脆塑转变临界切深最大,为623 nm左右,此时脆塑转变临界载荷为29.4 mN;在(010)晶面105°方向上脆塑转变临界切深最大,为686 nm左右,此时脆塑转变临界载荷为20.0 mN。氧化镓晶体存在强烈的各向异性,其中(010)面各向异性较为强烈。对比硬度、弹性模量、断裂韧度和相对脆塑转变临界切深随方向的变化趋势,结合各方向的划痕试验结果可以看出,氧化镓晶体(010)面为易加工晶面,105°方向为易加工方向。