无机填料改性硼酚醛树脂复合涂层的抗激光烧蚀性能研究

硼酚醛树脂的高温稳定性和耐烧蚀性能较好,在抗激光烧蚀领域有巨大的应用潜力。以硼酚醛树脂为基体,以碳化硅/二氧化锆/纳米炭黑为无机改性填料,制备新型硼酚醛树脂基激光防护复合涂层,并对其抗激光烧蚀性能进行研究。结果表明:复合涂层具有良好的抗激光烧蚀性能,经平均功率为500 W/cm~2的高斯光斑激光烧蚀15 s后,涂层整体完好,质量烧蚀率仅为0.011 g/s,同时基体材料背表面无损伤,最高背温仅为230.4℃;无机填料在激光烧蚀过程中发生氧化、相变等反应,起到消耗能量、遮蔽激光、阻氧及隔热等作用,能提高硼酚醛树脂涂层的抗激光烧蚀性能。

聚碳硅烷基复合涂层PCS裂解行为及其抗激光烧蚀性能

针对高性能激光防护涂层的开发问题,根据聚碳硅烷(PCS)裂解时会消耗大量激光能量,并产生高温陶瓷保护相的特点,本研究创新性地提出在传统氧化钇稳定氧化锆(YSZ)隔热涂层表面再复合PCS烧蚀型涂层的防护思路,采用料浆法结合大气等离子喷涂技术(APS)在Ni基合金表面分别制备了NiCrAlY/YSZ/PCS-TiO_(2)(YPT)和NiCrAlY/YSZ/PCS-Y_(2)O_(3)(YPY)涂层。在研究TiO_(2)和Y2O3添加相对PCS裂解行为影响的基础上,系统研究了YPT和YPY复合涂层对10.6μm CO_(2)激光器的抗激光烧蚀性能,并与单层YSZ涂层进行比较。结果表明,YPY和YPT复合涂层比传统YSZ涂层的激光防护效果更好,这是因为在激光烧蚀初期,涂层表面的PCS裂解会消耗激光能量,且烧蚀后残余的Y_(2)SiO_(5)、SiC和SiO_(2)相会沉积在YSZ涂层上,形成致密的保护层,继续对YSZ涂层进行激光防护。YPY比YPT涂层激光防护性能更好,这是因为Y_(2)O_(3)具有高热导率和低热膨胀系数,YPY涂层产生的温度梯度更小,从而缓解热应力,且Y_(2)O_(3)参与PCS的裂解生成了Y_(2)SiO_(5)相,比TiO_(2)更能抑制PCS裂解引起的体积膨胀。此外YPY涂层中心烧蚀温度更高,生成PCS裂解产物SiC和SiO_(2)相的速度更快,能及时保护下方涂层,表现出更好的抗激光烧蚀性能。该研究有望为新型抗激光复合涂层的设计提供研究思路。

高反射膜抗激光损伤的研究进展

介绍了高反射膜的研究现状和意义,重点综述了高反射膜的制备方法,损伤阈值测定,抗激光损伤性能的研究,以及研究热点,最后对其前景进行了展望。

SiC精细陶瓷抗激光加固材料的研究

论述了强激光与材料的相互作用 ,热破坏因素要求材料具有高的反射率和良好的烧蚀性能 ,冲量破坏要求材料具有高的断裂强度。以 Si C为代表的精细陶瓷材料 ,有着其它材料无可媲美的性能。聚碳硅烷是一种可转化为无机体的有机聚合物树脂 ,与 Si C粉末混合后采用冷等静压成型方法 ,制成 Si C精细陶瓷体 ,作为抗激光加固材料 ,其可行性研究给出满意的结果。

红外制导武器抗激光致盲技术纵横谈

国外战术高能激光武器已处于演示验证阶段 ,研究成果将使红外制导武器的作战效能和生存能力面临严重威胁 ,因而 ,欧美各国在发展战术高能激光武器的同时 ,十分重视红外导引头抗激光致盲技术研究 。

发动机和抗激光加固用陶瓷材料的应用与发展

本文简要介绍了国外用于发动机的高温陶瓷和具有抗激光加固功能的陶瓷的开发现状。

提高抗激光烧蚀能力的表面尖形微结构器件

讨论了光刻热熔成形工艺灰度掩模技术结合离子束蚀刻制作面阵尖形微结构器件的问题 ,分析了几种凸尖及凹尖结构抗入射激光烧蚀的能力强于平面端面同质器件的原因 ,所作的若干分析结果可用于这类器件的实际制作和应用。

抗激光减反射膜

介绍１．０～１．８μｍ抗激光宽带减反射膜的薄膜设计、制备工艺、测试方法及结果。通过采取一系列工艺改进措施，大幅度提高了膜片的抗激光性能。制备的膜片抗光损伤阈达到５００ｍＷ／ｃｍ２。

陶瓷涂层加固铝合金薄板的抗激光性能测试

针对铝合金基材设计了ZrO_2陶瓷涂层,采用976 nm连续波激光对样品的抗激光性能进行了测试。基材厚度为2.5 mm,涂层厚度为0.3 mm,实验测试时样品前表面加载了0.3 Ma切向空气流。记录了辐照区域后表面测点的温度变化情况,测量了未辐照区与辐照区的反射率谱,并进行了XPS成分分析。结果表明:平均功率密度700 W/cm^2的激光辐照60 s样品没有熔化;辐照区域颜色变白,对近红外光的反射率变大。颜色变白的原因可能是涂层表面沾染的含碳化合物在激光辐照过程中被热解或气化,这与XPS检测结果相一致。

高反射率抗激光烧蚀涂层的制备及数值模拟研究（英文）

以TiO_2为颜料,硅酸钾为粘结剂(以下简称KS-T),采用空气喷涂的方法,在铝基底上制备了一种抗激光烧蚀涂层。研究了粉体粒径大小、固含量、涂层厚度等因素对涂层反射率的影响,获得了1064 nm激光波段下反射率达到96.8%的KS-T涂层。基于热传导方程建立三维有限元模型模拟材料的瞬态温度场分布,测量激光辐照过程中铝基底的背底温度变化,与模拟结果相比较,发现KS-T涂层可以有效地保护基底不被激光烧蚀。模拟结果显示,在辐照一段时间后,样品的反射率出现了下降的现象,分析了反射率下降的可能原因;计算结果还表明考虑界面热阻(ITR)后,涂层/基底界面处出现一个明显的温降,阻止热流向基底的传输,从而使铝基底保持一个较低的温度。

导弹抗激光加固技术的发展

激光问世不久,人们就产生了用激光作武器的想法,并进行了概念设计、总体技术、高能激光器、光束控制、发射系统、目标识别、瞄准和跟踪系统、大气传输、目标破坏机理等方面的大量研究工作.目前研究结果表明:激光对目标的破坏机理主要有三种效应,即热烧蚀、力学效应和辐射破坏.实际上对目标的破坏,往往是这些效应综合作用的结果.不管上述哪种效应,都要求使目标上接收到足够的辐照度.美国的战术型激光武器已经装备部队,用于战区反弹道导弹的机载激光武器已进入装备研制阶段.所以激光对导弹已经构成了现实的威胁.因此,在研究激光对导弹的破坏效应的同时,研究导弹的抗激光加固措施是很重要的.主要包括导弹壳体加固,含抗激光辐射的壳体结构、加固层、涂料,抗激光辐射的材料;导弹导引头罩的抗激光加固;光学和光电装置的抗激光加固等.为了增强导弹等武器装备的抗激光性能,美国国防部采取的措施是:(1)在光电武器系统中,只要效费比合算,就需根据预计的激光威胁以及该系统对这种威胁的敏感性和易损性,采取相应的防护加固和对抗措施.这些系统包括现有的和正在研制中的.(2)所有采用光电装备的新系统,都必须检验它们抗激光武器攻击的能力.这种检查通过正常的国防武器系统新产品审议委员会或其他适当的审批程序进行.

W/Si复合材料的制备及抗激光冲击性能

采用机械合金化和放电等离子体烧结(1700℃,44.1 MPa)的方法成功制备W/Si复合材料,并通过SEM、EDS、XRD等分析手段以及显微硬度测试和激光热冲击试验对其组织结构、显微硬度及抗热冲击性能进行研究。结果表明:烧结后试样随Si含量的增加依次生成W_5Si_3和Si_2W中间相,该结果与W-Si二元相图完全吻合。激光冲击后试样表面呈现出3种不同形貌:熔融区、影响区及未影响区(边缘区)。相较于其他试样,W/5%Si(质量分数)复合材料的晶粒小、硬度高,具有较好的抗热冲击性能。

内充压圆柱壳体抗激光临界旋转周期的研究

从数值模拟的角度研究了连续激光辐照内充压圆柱壳体的温度场分布,对旋转状态内充压圆柱壳体和不旋转圆柱壳体的温度场进行综合和比较,结合激光对材料破坏机理,分析了旋转圆柱壳体的抗激光能力与圆柱体旋转速度的关系,提出适用于工程应用的具有良好抗激光能力的临界旋转周期。

光学薄膜抗激光损伤的测量

本文着重介绍1.06μm波长固体脉冲激光器对各种光学薄膜抗激光损伤性能的研究。作为研究方法它可以在其它波长、其它类型激光器对光学薄膜抗激光损伤的研究中作为借鉴。

导弹发动机抗激光突防技术分析

科学技术的发展使军事领域不断涌现出高技术武器,当今世界,美国强激光武器技术最先进,尤其反导激光武器发展最为迅速,即将投入实战应用,对弹道导弹的突防构成威胁。文中在分析反导激光武器发展现状、激光对导弹发动机毁伤效能基础上,研究各种抗激光技术的特点,根据其优缺点给出导弹发动机抗激光所采用的常规技术。

激光对光电装备的损伤与抗激光加固技术

分析了光电装备的种类及其弱点，研究了激光对红外光学材料、光学系统、笔种光电传感器的损伤过程与机理，探讨了光电探测器的非线性效应和抗激光加固技术。

抗激光薄膜中空间电场分布的分析方法

本文提出一种新的计算抗激光膜中电场分布的综合性方法。该方法的一个突出特点是不要求计算膜系的反射率及膜层各界面的反射系数和透射系数,并且,应用该方法进行薄膜中电场分布的计算不但可以获得电场的平面分布状态,也可以获得薄膜中电场的三维空间分布状态。此方法在进行膜系中电场分布计算时具有简单性和通用性。

抗激光武器防护镜的研究

简单介绍了抗激光防护镜研究的目的，讨论了激光防护膜的设计原理和设计步骤，并给出了设计结果，对激光防护膜的研制工艺过程也作了详细的介绍。

影响光学薄膜抗激光破坏能力的几个因素

本文对光学薄膜的抗激光破坏阈值进行了研究与讨论,发现薄膜的破坏是从基体与第一层薄膜之间的界面产生的。实验表明,提高光学薄膜的抗激光破坏能力需要有光洁度好的基体、镀制过程中的精密控制以及一定条件的热处理工艺。

航天材料及工艺研究所研制成功抗激光、防热一体化涂层

兼具抗激光突防、防热与“三防”等多功能的有机涂层于2012年10月顺利通过了由中国航天科技集团公司组织的成果鉴定。