KDP晶體磨削加工表層損傷的檢測(cè)與分析.pdf

1、KDP(磷酸二氫鉀，KH<,2>PO<,4>)晶體是20世紀(jì)40年代發(fā)展起來(lái)的一類(lèi)優(yōu)良的電光非線(xiàn)性光學(xué)晶體材料。因其具有較大的電光和非線(xiàn)性光學(xué)系數(shù)、高的激光損傷閾值、低的光學(xué)吸收系數(shù)、高的光學(xué)均勻性和良好的透過(guò)波段等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于激光變頻、電光調(diào)制和光快速開(kāi)關(guān)以及慣性約束核聚變等高技術(shù)領(lǐng)域。然而，由于KDP晶體具有易潮解、硬度低以及各向異性等特性，使其成為極難加工的晶體材料之一。在目前的加工條件下，各種加工方法都會(huì)對(duì)晶體產(chǎn)生一定的損

2、傷。因此，通過(guò)對(duì)損傷產(chǎn)生機(jī)理的研究以及損傷深度的檢測(cè)分析，以求實(shí)現(xiàn)KDP晶體的低損傷、高效率、超精密加工。 本文在分析研究硬脆材料損傷檢測(cè)方法的基礎(chǔ)上，通過(guò)大量的試驗(yàn)以及對(duì)一些檢測(cè)手段的優(yōu)化及組合，最終找到了適合KDP這種軟脆功能晶體材料表面/亞表面損傷檢測(cè)的具體方法。利用壓痕實(shí)驗(yàn)研究了KDP晶體在物理和機(jī)械方面的各向異性力學(xué)特性，主要研究了KDP晶體同一晶面不同晶向上的硬度和斷裂韌性的各向異性特性；借助Olympus、SEM等

3、光學(xué)設(shè)備研究了KDP晶體磨削加工后表面損傷情況；利用擇優(yōu)蝕刻法研究了不同晶面位錯(cuò)的大小、密度以及分布情況；利用截面顯微法研究了磨削加工后亞表面損傷情況；最后研究了磨削加工參數(shù)對(duì)KDP晶體亞表面損傷深度的影響規(guī)律。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：KDP晶體在同一晶面不同晶向上存在明顯的各向異性特性；磨削加工后的KDP晶體表面存在明顯的劃痕、破碎以及裂紋等缺陷，有更深層次的亞表面損傷；在不同晶面上，由于剪切彈性模量以及加工條件的不同，位錯(cuò)密度、形狀