磷酸二氢钾晶体单点划痕试验研究

摘要

使用单颗粒划痕试验来研究磷酸二氢钾(Potassium dihydrogen phosphate,KDP)晶体摩擦磨损特性,同时采用高频记录仪对划痕过程中晶体的力学行为数据进行采集。利用光学显微镜和扫描电子显微镜观察划痕的表面形貌并分析其去除机理。比较不同划痕方向的摩擦因数μ,结果表明μ是随着划痕位移s的增加而增加。当s3mm时,μ发生剧烈的振荡,此时晶体以脆性去除为主。不同划痕方向产生的沟槽侧向裂纹密度随着法向加载的增大而变得密集,最后出现破碎和崩裂,但是侧向裂纹扩展方向与划痕方向所成角度有所差异,这是KDP晶体复杂的滑移系造成的。为了观测划痕产生的亚表面损伤,试验使用截面抛光法和择优腐蚀法,并测定损伤层深度。结果表明,沿[100]晶向的划痕损伤深度最大,且基本上无波动;对于沿[110]和[120]的亚表面划痕损伤深度有很大的波动现象,但在初始划痕阶段沿[120]的划痕损伤深度相对较小。