KDP晶体是一种性能优良的无机非线性光学材料,它在激光惯性约束核聚变、激光通信等技术领域中有着广泛的应用,各国为了提高KDP晶体光学元件的加工质量纷纷投入大量人力、物力对其加工技术进行研究。目前,国内外通常采用单点金刚石车削的方法对KDP晶体在塑性阈内进行加工。国外对冷却液的使用状况反映出了冷却液可以有效提高KDP晶体的加工质量,但由于KDP晶体在航空、航天及国防等方面具有极其重要的作用,其相关技术对我国重点保密。而国内对于冷却液的化学成分与KDP晶体加工表面的作用机制、冷却液成分的最佳比例和加工用量等问题还未进行深入研究,所以我国在KDP晶体的加工过程中仍未使用冷却液。由此可以看出,研究冷却液对KDP晶体表面质量的影响,推广冷却液在我国KDP晶体加工过程中的应用具有重要的理论和现实意义。本文首先根据Westwood等人的理论和T. G. Bifano提出的能量脆塑转变公式得出,使用冷却液可以提高KDP晶体表面的ξ势能,降低晶体表面硬度,最终通过增大临界切削深度促进KDP晶体的脆塑转变。其次,通过分析冷却液对切削力的影响指出,冷却液的润滑作用可以减小切削力及其波动幅度,从而获得低表面粗糙度、低残余应力和较少脆性损伤的优质表面。再次,研究了金属离子杂质对KDP晶体表面的吸附理论,提出使用EDTA和SSal作为添加剂,通过它们的络合效应来屏蔽金属离子,从而消除金属离子杂质吸附引起的晶体表面加速雾化、透射光线不均匀、激光损伤阈值下降等不利影响。最后,通过实验对冷却液与表面质量的关系进行了验证。结果显示,使用冷却液可以有效提高单点金刚石车削过程的稳定性,获得较好的表面质量,而EDTA和SSal作为添加剂也确实起到了很好的遮蔽效果,减少了金属离子杂质对表面的吸附。实验结果与理论分析是符合的,这说明了理论分析的正确性和冷却液的实用性。