氧化锆涂层结构的激光防护模拟与设计
为了对硬铝材料铝板进行激光防护,采用了表面喷涂氧化锆涂层的工艺结构。本文针对氧化锆涂层铝板结构开展了激光防护能力的模拟,建立了多层材料结构的热效应计算模型,编制了有限元代码,研究了在给定的中等能量密度激光防护设计要求(激光平均功率密度500W/cm2、辐照时间3s ；铝基材板厚不大于3mm ；防护板表面反射率不大于0.6 )下,氧化锆涂层铝板结构的热效应规律。计算过程中,分析了不同涂层厚度和不同光斑大小对热响应规律的影响。在数值模拟基础上,进行了实验验证,并对模拟结果和实验的宏观结果进行了比较。研究结果表明,氧化锆涂层铝板表面反射率较低,同时涂层结构具有较好的高温隔热性能,当涂层厚度>0.5mm,3mm氧化锆铝板即可以满足给定防护设计要求。相关研究结果可为铝基材的激光防护设计及加工提供参考。
硬铝材料 激光防护 氧化锆涂层 多层材料结构 热效应 数值模拟
王玉恒 束庆邦 杜太焦 张相华 孟范源 杨晓亚
西北核技术研究所,陕西西安710024激光与物质相互作用国家重点实验室,陕西西安710024 西北核技术研究所,陕西西安710024 中国航天科工集团公司第三研究院,北京100074
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2011-08-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）