碳纤维增强环氧树脂复合材料在切向气流和激光作用下的损伤

来源期刊：复合材料学报2013年第3期

论文作者：陈敏孙 江厚满 焦路光 李君神 刘泽金

文章页码：56 - 62

关键词：激光辐照;切向气流;碳纤维增强环氧树脂复合材料;氧化烧蚀;破坏;

摘    要：实验研究了靶板表面有0.4Mach（1Mach=340m/s）切向空气气流、0.4Mach切向氮气气流和无气流时,976nm连续激光对碳纤维增强E-51环氧树脂复合材料的辐照效应,得到了该材料在不同功率密度下的烧蚀规律。实验结果表明:当样品发生剧烈热分解时,随热分解气体流出边界的固体颗粒对入射激光有屏蔽作用;切向气流一方面可以减弱这种屏蔽作用,有利于辐照区的烧蚀,另一方面对样品有冷却作用,不利于烧蚀;相比于氮气流,空气流有助于产物的燃烧,对下游附近区域产生明显的加热作用;切向空气气流的加载会明显提高扩散到样品表面的氧气浓度,导致碳纤维发生氧化烧蚀;三种气流状态下,当入射激光功率密度在100～800W/cm2范围内,随着功率密度的增大,激光能量的利用效率逐渐降低。