基于纳米划痕实验和有限元仿真的KDP晶体断裂性能研究

作     者：汪圣飞 安晨辉 张飞虎 王健 雷向阳 张剑锋 WANG Sheng-fei;AN Chen-hui;ZHANG Fei-hu;WANG Jian;LEI Xiang-yang;ZHANG Jian-feng

作者机构：哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001 成都精密光学工程研究中心成都610041 

出 版 物：《人工晶体学报》 (Journal of Synthetic Crystals)

年 卷 期：2015年第44卷第9期

页      面：2325-2329,2337页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(51375122) 中国工程物理研究院科学技术发展基金(2013B0203032) 高档数控机床与基础制造装备科技重大专项课题(2011ZX04004-041) 

主　　题：KDP晶体 纳米划痕实验 有限元 应力 

摘      要：通过变深度纳米划痕实验对KDP的断裂特性进行了研究,测量了在KDP晶体(001)晶面上沿不同方向进行划痕实验时首条裂纹出现的位置。随后建立了该划痕过程的有限元模型,计算得到了导致KDP晶体沿不同方向发生断裂时的拉应力,并解释了划痕实验中出现微裂纹和崩坑的原因。结果表明,在KDP晶体(001)晶面上沿0°方向加工时材料最容易发生断裂,对应的拉应力为107 MPa;而沿45°方向时材料表现出较好的可加工性能,此时导致KDP晶体发生断裂的拉应力为160 MPa。