氮化镓（GaN）晶体是第三代新型半导体材料,与第一代、第二代半导体材料相比,具有禁带宽度大、导热率高、耐辐射、击穿电压高以及化学性质稳定等优点,但由于自身高硬度、高脆性和低断裂韧性成为典型的难加工材料。目前常用的加工方式主要是研磨和抛光,去除效率很低。因此研究高效、高表面质量的GaN超精密去除机理具有重要意义。本文基于冲击刻划GaN晶体仿真与实验,研究了高应变率条件下GaN晶体表面/亚表面损伤机制。首先,进行了GaN晶体冲击刻划分子动力学仿真。分析了不同刻划深度工件表面和亚表面损伤机制,明确了GaN晶体亚表面塑性变形主要是由亚稳态立方闪锌矿结构纳米晶和位错组成。进行了不同应变率GaN晶体冲击刻划分子动力学仿真,发现随着应变率的增大,材料切向力、法向力以及应力均增大,进而导致GaN晶体表面原子位移量增大,亚表面位错密度增大。其次,建立了GaN晶体刻划诱导的应力场理论模型。考虑各向异性对材料力学性能参数的影响,结合齐次Christoffel方程和胡克定律得到了弹性应力场理论模型,利用Blister膨胀腔模型建立了残余应力场模型,二者叠加为总应力场。根据位错滑移模型和能量守恒定律,得到了应力与激发进一步产生位错所需能量的关系,并由此求解了GaN晶体刻划诱导的塑性变形区边界范围。为定量描述塑性变形区提供建模思路,有助于精确探讨亚表面裂纹系统初始扩展位置。最后,开展了GaN晶体冲击刻划实验,发现工件表面依次经历塑性去除、有裂纹的脆性去除和有块状崩除的脆性去除。亚表面塑性变形区近似呈半圆分布,在塑性变形区边缘分布着大量位错,验证了塑性变形区模型。进行了不同应变率冲击刻划实验。随着应变率的增加,GaN晶体表面脆塑转变临界深度减小,脆塑转变临界载荷增大。降低应变率,可以有效提高塑性去除比例。从微观尺度分析材料表面/亚表面损伤机制,明确了应变率效应对GaN晶体表面/亚表面损伤机制的影响。