不同波長激光能量對碳纖維復合材料損傷實驗研究
1 引言
隨著激光技術的快速發展,在武器系統中的應用也越來越廣泛,尤其在光電對抗、防空反導領域中發揮著越來越重要的作用。目前在研的激光武器主要有化學激光器、氣體激光器、固體激光器等。不同類型的激光器波長差異也較大,例如對于高能氣動激光器,其波長為10.6μm,對于高能化學激光器,其波長與固體激光器近似,大多為1~4μm之間。
隨著激光反導武器技術的不斷成熟,使得導彈武器系統戰時的生存突防能力備受關注。作為導彈武器大的暴露部分,固體火箭發動機是激光武器的重點打擊對象。因此研究火箭發動機殼體材料表面在高能量密度激光作用下的損傷破壞具有重要意義,可以為發動機殼體抗激光加固、提高導彈武器戰時生存與突防能力提供技術基礎。
在特定波長激光能量與殼體表面作用機理方面,國內相關單位已經開展了大量的研究工作,然而,在不同波長對殼體的作用效果影響方面,缺乏細致研究。因此,為了分析在不同類型波長高能激光作用下損傷效果,本文針對固體火箭發動機殼體用碳纖維材料試件,進行了兩種典型波長(分別為10.6μm和1.06μm)的高能量密度激光能量作用下的損傷實驗,分析波長對碳纖維試件損傷效果及損傷分析的影響,為材料性能改進提供參考,為進一步加固技術研究提供基礎數據。
2 實驗及結果
2.1 實驗系統及方法
利用YAG激光器及CO2激光器對碳纖維層壓板試件進行輻照試驗,進行試驗前后質量損失測試,結合試驗前后試件表面損傷情況,進行損傷方式分析。
試驗系統由千瓦級激光器系統、精密分析天平及高分辨率數碼相機等組成。系統框圖如下所示。

2.2 YAG激光能量實驗及結果
(1)表面損壞情況試驗在1910W/c










































