润滑与密封

作者：霍帅涛，陈国美，倪自丰，俞杰，卢学玉，卞达，钱善华

单位：江南大学机械工程学院,,无锡商业职业技术学院机电技术学院,,江南大学机械工程学院；江苏省微纳增减材制造工程研究中心,,江南大学机械工程学院,,江南大学机械工程学院,,江南大学机械工程学院,,江南大学机械工程学院,

关键词：K9 玻璃;纳米压痕;微米划痕;断裂韧性;临界载荷

基金：国家自然科学基金项目 （52205169）；江苏省高等学校自然科学研究面上项目 （19KJB460023）

K9 玻璃凭借其优异的物理化学特性，被广泛地应用于光学仪器、航空航天、微电子等领域。然而 K9 玻璃 作为一种典型的硬脆材料，在加工时容易产生表面裂纹和损伤，影响其使用性能。为了研究 K9 玻璃的微观力学性能和 损伤机制，使用 Berkovich 压头和球形压头对 K9 玻璃进行纳米压痕和微米划痕测试。纳米压痕试验表明，加载和卸载 曲线的幂律函数的拟合参数与最大压痕位移和载荷有关，残余位移与最大位移之比、压痕弹性功与总功之比、压痕硬 度与平面应变模量之比均呈线性关系。划痕试验表明，穿透深度随着垂直载荷的增加而呈现出线性增加，摩擦因数则 随着外加载荷呈现不稳定波动，推测 K9 玻璃的损伤经历了弹塑性变形到脆性断裂的过程。通过纳米压痕试验得到 K9 玻璃的硬度为 7. 40 GPa，弹性模量为 80. 59 GPa。基于压痕能量法得到的 K9 玻璃的断裂韧性值，与基于线弹性断裂力 学的球形压头划痕测试得到的断裂韧性值相吻合。结合压痕与划痕测试的结果，计算了 K9 玻璃表面产生裂纹时的临界 载荷，发现其与材料的硬度值及断裂韧性值密切相关。

来源：2026年第1期

《润滑与密封》期刊编辑部

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