人工晶体学报

作者：董浩茗, 付威伶, 程曦月, 邓水全

单位：1.福州大学化学学院，福州 350108；2.中国科学院福建物质结构研究所，功能晶体与器件全国重点实验室，福州 350002；3.中国科学院大学福建学院，福州 350002

关键词：KDP晶体,激光诱导损伤,四方-单斜相变,相场建模,相变应力,

基金：国家重点研发计划(2021YFB3601501);国家自然科学基金(22031009);国家自然科学基金(62475265);功能晶体与器件全国重点实验室自主部署重点项目(GNJT-2025-ZD01);福建省自然科学基金(2023J01212)

本研究系统探讨了磷酸二氢钾（KDP）晶体激光诱导体损伤与其四方-单斜相变之间的关联。基于热-力耦合模拟，定量分析了激光辐照下晶体的温度场与应力场分布特征。结果表明，激光辐照中心区域的峰值温度显著超过材料的相变临界温度，但激光诱导的热应力尚未达到引发塑性变形或结构损伤的临界阈值。通过相场模拟发现，四方-单斜相变过程中在相界处会产生显著的应力集中现象，其应力值超过KDP晶体的屈服强度，导致塑性变形发生。值得注意的是，模拟得到的高应力区分布与实验中观测到的特征性十字形损伤裂纹形貌高度吻合。进一步研究表明，随着温度持续升高或位移约束减弱，相变应力可超过材料的屈服强度甚至断裂极限，从而直接诱发裂纹萌生。本研究证实，四方-单斜相变导致的高应力是形成KDP晶体特征性十字形损伤的关键因素，为深入理解其激光损伤机制提供了新的理论依据。

来源：2025年第10期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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