基于等离子喷涂的反射型激光防护涂层研究

本文首先介绍了激光武器在未来战争中的突出地位和发展现状,阐明了高能激光束与目标材料相互作用时的热效应毁伤机理;总结了基于等离子喷涂的反射型激光防护涂层的研究进展,包括等离子喷涂金属涂层和陶瓷涂层的研究进展、以及各自的技术特点和防护效果,为高能激光防护领域的研究提供了借鉴。研究结果表明,控制金属涂层在激光辐照过程中的氧化现象能有效地提高涂层的激光防护性能,同时具有优异反射性能的新型陶瓷涂层在高能激光防护领域中有较好的发展前景。     

NiO-Cr2O3系红外高发射涂层的制备与研究

以NiO、Cr2O3、TiO2、MnO2粉末为主要原料并按固定比例混合,采用高温固相焙烧与喷雾干燥方法制备成团聚粉末,经大气等离子喷涂方法制备成红外高发射率涂层.采用XRD、SEM、XPS和红外辐射测试仪分析了焙烧粉体的相结构和元素化学状态,以及涂层的表面微观形貌和红外全波段辐射性能.结果表明,在NiCr2O4尖晶石结构中掺入Ti和Mn元素会造成晶格畸变并形成混合尖晶石结构,从而提高材料的红外发射率.在常温下发射率可达0.88,具有较好的红外辐射性能.     

散射光信号与石墨-二氧化硅激光辐照烧蚀阈值的关系

石墨-二氧化硅作为无机添加材料,广泛应用于各类航空航天器烧蚀涂层领域,其在高温下具有较高的反应吸热焓,在高能激光烧蚀领域具有良好的应用前景。目前,关于石墨-二氧化硅的高能激光烧蚀研究较少,尤其在高能激光烧蚀中的反应时间和烧蚀阈值难以确定。针对此问题,利用近红外探测器对激光辐照样品表面的散射光进行实时探测,并对其散射光曲线进行微分拟合处理。基于此散射光信号,结合样品烧蚀后的形态结构分析,研究了石墨-二氧化硅在不同激光功率密度下的反应时间阈值。研究结果表明:在激光输出功率密度为500 W/cm~2持续辐照10 s时,散射光拟合曲线持续升高无突变,表明未发生明显的烧蚀;当激光功率密度升高至1 000~1 500 W/cm~2时,散射光微分拟合曲线出现明显转折点,对应的反应时间阈值分别为1.5 s和0.8 s。     

激光对鳞片石墨改性酚醛树脂涂层的损伤机理

为了分析高能激光对鳞片石墨改性酚醛树脂涂层的损伤机理,本文采用激光辐照方法研究激光对该涂层的损伤过程。首先,制备出纯酚醛树脂涂层和鳞片石墨改性酚醛树脂涂层,使用不同的激光参数进行激光辐照实验,根据损伤区域形貌和损伤面积分析鳞片石墨的对涂层的改性作用,分析损伤区域微观形貌和内部残炭的石墨化程度,通过对损伤中心进行三维成像来分析烧蚀凹坑的尺寸与烧蚀深度。最后,根据不同颜基比涂层在激光辐照过程中损伤区域的面积和显微形貌,分析了颜基比对激光损伤涂层过程的影响。分析结果表明:酚醛树脂经激光辐照后会裂解生成石墨化程度不同的残炭,经鳞片石墨添加改性后,损伤区域的面积相比于纯酚醛树脂涂层最大可增加35 mm2。由此可知鳞片石墨的添加改性增强了涂层的横向散热能力,但过高的颜基比会使具有粘附作用的残炭生成量减少,进而导致鳞片石墨脱落明显,涂层损伤严重。