研究目的
研究激光冲击喷丸（LSP）对氮化硅（Si3N4）陶瓷断裂韧性（KIc）的影响。
研究成果
氮化硅陶瓷的激光冲击强化处理实现了无裂纹表面改性，断裂韧性（KIc）显著提升超过21.5%。该工艺还引发了可能的α-β相变，表明存在表面强化效应。通过进一步优化激光冲击参数，该处理技术可增强氮化硅陶瓷在严苛环境中的应用性能。
研究不足
该研究在激光冲击强化过程中未使用消融层，这可能有助于改善表面光洁度。相变机制尚未得到充分验证，表明需要进一步开展微观结构研究。
1：实验设计与方法选择：
本研究对Si3N4陶瓷进行激光冲击强化处理，观察其形貌、硬度、缺陷尺寸和断裂韧性的变化。
2：样品选择与数据来源：
采用冷等静压（CIPed）制备的Si3N4先进陶瓷试样。
3：实验设备与材料清单：
使用EPSRC资助的超高峰值功率（10J）Nd:YAG激光系统（Litron；LPY10J）进行激光冲击强化。通过彩色共聚焦成像设备检测表面光洁度与形貌，采用维氏压痕法测量硬度。
4：实验流程与操作步骤：
激光冲击强化采用特定参数（包括光斑尺寸、重叠率及覆盖率），并以去离子水作为约束层。
5：数据分析方法：
基于维氏硬度与裂纹长度测量结果计算断裂韧性（KIc）。
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获取完整内容-
Optical Microscopy
Leica-LEICA DM2700M
Leica
Observed crack lengths.
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Nd:YAG Laser
LPY10J
Litron
Used for laser shock peening (LSP) of Si3N4 ceramics.
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3-D Surface Profiler
Micromeasure 2
Polytec Ltd
Examined surface finish and topography.
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Vickers Indentation Machine
VHTM 2000
Vickers Ltd. Engineering Group
Measured hardness of the ceramic.
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