不同波长激光能量对碳纤维复合材料损伤实验研究
1 引言
随着激光技术的快速发展,在武器系统中的应用也越来越广泛,尤其在光电对抗、防空反导领域中发挥着越来越重要的作用。目前在研的激光武器主要有化学激光器、气体激光器、固体激光器等。不同类型的激光器波长差异也较大,例如对于高能气动激光器,其波长为10.6μm,对于高能化学激光器,其波长与固体激光器近似,大多为1~4μm之间。
随着激光反导武器技术的不断成熟,使得导弹武器系统战时的生存突防能力备受关注。作为导弹武器大的暴露部分,固体火箭发动机是激光武器的重点打击对象。因此研究火箭发动机壳体材料表面在高能量密度激光作用下的损伤破坏具有重要意义,可以为发动机壳体抗激光加固、提高导弹武器战时生存与突防能力提供技术基础。
在特定波长激光能量与壳体表面作用机理方面,国内相关单位已经开展了大量的研究工作,然而,在不同波长对壳体的作用效果影响方面,缺乏细致研究。因此,为了分析在不同类型波长高能激光作用下损伤效果,本文针对固体火箭发动机壳体用碳纤维材料试件,进行了两种典型波长(分别为10.6μm和1.06μm)的高能量密度激光能量作用下的损伤实验,分析波长对碳纤维试件损伤效果及损伤分析的影响,为材料性能改进提供参考,为进一步加固技术研究提供基础数据。
2 实验及结果
2.1 实验系统及方法
利用YAG激光器及CO2激光器对碳纤维层压板试件进行辐照试验,进行试验前后质量损失测试,结合试验前后试件表面损伤情况,进行损伤方式分析。
试验系统由千瓦级激光器系统、精密分析天平及高分辨率数码相机等组成。系统框图如下所示。

2.2 YAG激光能量实验及结果
(1)表面损坏情况试验在1910W/c








































