近年来,固体激光技术的飞速发展,对航空激光防护技术提出了新需求和挑战。当光束以连续方式对目标进行辐照时,热积累效应将对壳体材料产生烧蚀破坏。并且,固体激光具有良好的光束质量,使得光束在传输过程中能保持能量相对集中,辐照区域所承受的功率密度往往高达103~105W/cm2,剧烈的烧蚀作用能轻易洞穿壳体。因此,为了阻止破坏的发生,防护材料的应用必不可少。目前,防护手段以在壳体表面涂刷各种功能性涂层为主。有机复合涂料在激光作用下发生特定变化,对激光进行耗散,对热量进行阻隔,可以有效防止基材发生高温破坏。烧蚀效应研究是防护涂层研发过程中的一项重要组成部分。通过激光辐照实验,对制备的材料样品进行防护效果验证,该环节对于工艺研发具有重要价值,它为配比成分验证、制备参数比较、掺杂物质筛选等关键环节提供了重要的实验数据参考。
当激光作用于钢质基材之后,辐照区域变为红炽熔融状态。冷却后,从前后表面形貌上看,呈现金属熔化再凝结所形成的起泡和龟裂特征,表明基材在烧蚀过程中,处于即将被激光束贯穿的临界状态。不仅如此,热沉积导致的应力变化使得基材出现了大幅度的弯曲变形。而当激光作用于涂层样品时,材料烧蚀导致大量黑色絮状烟雾喷溅出来。样品冷却后,前表面呈现碳化鼓包和裂纹等宏观形貌,而后表面未出现任何变化,同时,样品基板也没有发生弯曲变形,证明在涂覆 PCS之后,原本易破坏的钢质基材具备了抵抗激光烧蚀的能力。

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