近日，南方科技大学创新智造研究院章亮炽院士团队在国际陶瓷领域权威期刊 Journal of the American Ceramic Society发表题为“Characterization and criteria of phase transformations and lattice slipping in potassium dihydrogen phosphate crystals”的论文，并被Wiley特别推荐给读者。

磷酸二氢钾（KH2PO4）晶体简称KDP 晶体，具有优良的光学和物理学特性，因此被广泛应用于一些高科技领域，在惯性约束核聚变（ICF）的激光点火系统中更是起着不可替代的作用。

为了充分发挥高能激光系统中KDP元器件的性能，在制造过程中必须避免KDP表面和亚表面所有可能种类和可能尺度的损伤。然而，由于KDP晶体具有硬度低、脆性大以及对外界温湿度环境等极为敏感的特性，使KDP元器件的无损伤制造极具挑战性。这也是至今未能实现KDP无损伤超精密加工的重要原因。

为了揭示问题的根源，研究团队以分子动力学为分析手段，利用团队首创的针对KDP一类材料的物理势函数，对KDP受外载前后的相变和滑移变形机制进行了深入研究，建立了基本结构表征方法来识别KDP中的微纳观形变及其相应触发状态的识别。经研究，发现了相变的起始、稳定和不可逆阶段等重要过程，以及不同相变和滑移在不同的载荷下被触发的机制。这些发现为发展超精密KDP元器件的无损伤智造技术提供了基础性指导。

研究人员在变形速率为每皮秒1%，仿真温度为300K的条件下对KDP晶体沿四个主要方向在单轴拉伸/压缩条件下的变形进行了系统研究。结构表征则结合了KDP的两大主要结构主体：氢键和PO4基团，使得所有的变形结构都可由其相应的参数范围从原始结构中识别出来，通过将数值范围与结构对称性变化结合判定，确定结构的转换。

论文链接：

https://ceramics.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jace.17955

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https://mp.weixin.qq.com/s/8UcznbsId0Ox-6Jbdl9BIQ