一种柔性抗激光贴片及其制备方法与流程

本发明涉及激光加固，具体涉及一种柔性抗激光贴片及其制备方法。

背景技术：

1、激光武器逐渐成熟，对飞行器造成了新型威胁，传统的飞行器表面如面漆、保护漆、蒙皮、吸波涂层、吸波蜂窝等材料无法抵抗激光武器的强激光照射，需要采用抗激光加固技术提高上述材料和结构的激光损伤阈值，延长在强激光照射下的耐受时间。

2、典型的抗激光加固技术可大致分为两类，其一是以陶瓷为典型材料，等离子喷涂为典型制备工艺的陶瓷涂层，如zrb2/sic涂层，可耐受1064nm连续激光功率密度500w/cm2时长30s，此时涂层被烧蚀，基板不被损伤，这类抗激光加固技术主要是利用陶瓷耐高温的本征性质结合强激光辐照涂层时表面熔化带来的反射率增加来抵抗激光的瞬时强热作用，这类涂层重量较大，通常一次性使用。另一类是以硼酚醛树脂为典型树脂基体，采用无机填料对其改性的复合涂层，这类涂层可耐受1064nm连续激光功率密度500w/cm2光斑时长15s。这类涂层主要基于烧蚀机理抵抗激光辐照，改性后的树脂涂层在激光辐照的强热下产生烧蚀、内部化学键断裂形成残碳，通过碳的导热和红外发射的耦合作用将激光作用于涂层的瞬间高热部分排解掉。这些抗激光加固技术厚度大，重量大，缺乏柔性，飞行过程易碎裂，难以应用。

3、因此，发明人提供了一种柔性抗激光贴片及其制备方法。

技术实现思路

1、(1)要解决的技术问题

2、本发明实施例提供了一种柔性抗激光贴片及其制备方法，解决了如何在保持一定的抗激光加固性能的同时具有柔性的技术问题。

3、(2)技术方案

4、本发明的第一方面提供了一种柔性抗激光贴片，包括聚氨酯、鳞片石墨、高温碳化物/高温氮化物/高温硼化物、纳米碳粉/石墨烯/碳纳米管粉体、二氧化锆/二氧化硅/二氧化钛，其中，所述聚氨酯的重量占比为5～10％，所述鳞片石墨的重量占比为5～10％，所述碳化硅的重量占比为10～20％，所述纳米碳粉与所述鳞片石墨的总重量占比不大于15％，所述二氧化锆与所述碳化硅的总重量占比为35～45％。

5、进一步地，所述鳞片石墨的含碳量为99％。

6、进一步地，所述高温碳化物/高温氮化物/高温硼化物的直径为100nm～1μm。

7、进一步地，所述纳米碳粉/石墨烯/碳纳米管粉体的直径为20～200mm。

8、进一步地，所述二氧化锆/二氧化硅/二氧化钛的d50为1μm。

9、进一步地，所述鳞片石墨、所述纳米碳粉/石墨烯/碳纳米管粉体、所述高温碳化物/高温氮化物/高温硼化物、所述二氧化锆/二氧化硅/二氧化钛及所述聚氨酯的重量比为1:1:4:4:10。

10、进一步地，所述高温碳化物包括碳化硅、碳化锆及碳化铪中的至少一种。

11、进一步地，所述高温氮化物包括氮化硅、氮化锆及氮化铪中的至少一种。

12、进一步地，所述高温硼化物包括硼化硅、二硼化锆及二硼化铪中的至少一种。

13、本发明的第二方面提供了一种柔性抗激光贴片的制备方法，包括以下步骤：

14、将聚氨酯和固化剂以100:(3.2～5.5)的重量比均匀混合；

15、将鳞片石墨、高温碳化物/高温氮化物/高温硼化物、纳米碳粉/石墨烯/碳纳米管粉体、二氧化锆/二氧化硅/二氧化钛和混合后的聚氨酯按设定重量比进行混合；

16、将上述混合物、2～5倍重量的乙醇、2～10％重量的分散剂以及0.1～1％重量的消泡剂混合后搅拌；

17、将上述混合物过滤，得到浆料；

18、将所述浆料刮涂至铝基板上，涂层晾干后再次刮涂，直至涂层厚度达到预设厚度值后恒温固化处理，得到柔性抗激光贴片。

19、(3)有益效果

20、综上，本发明通过特殊设计的组分及配比制备出的抗激光贴片，该贴片厚度2mm可耐受1064nm连续激光功率密度500w/cm2高斯光斑时长10s，或1064nm连续激光功率密度1000w/cm2高斯光斑时长5s，基板背面中心温度低于230℃。

技术特征：

1.一种柔性抗激光贴片，其特征在于，包括聚氨酯、鳞片石墨、高温碳化物/高温氮化物/高温硼化物、纳米碳粉/石墨烯/碳纳米管粉体、二氧化锆/二氧化硅/二氧化钛，其中，所述聚氨酯的重量占比为5～10％，所述鳞片石墨的重量占比为5～10％，所述碳化硅的重量占比为10～20％，所述纳米碳粉与所述鳞片石墨的总重量占比不大于15％，所述二氧化锆与所述碳化硅的总重量占比为35～45％。

2.根据权利要求1所述的柔性抗激光贴片，其特征在于，所述鳞片石墨的含碳量为99％。

3.根据权利要求1所述的柔性抗激光贴片，其特征在于，所述高温碳化物/高温氮化物/高温硼化物的直径为100nm～1μm。

4.根据权利要求1所述的柔性抗激光贴片，其特征在于，所述纳米碳粉/石墨烯/碳纳米管粉体的直径为20～200mm。

5.根据权利要求1所述的柔性抗激光贴片，其特征在于，所述二氧化锆/二氧化硅/二氧化钛的d50为1μm。

6.根据权利要求1所述的柔性抗激光贴片，其特征在于，所述鳞片石墨、所述纳米碳粉/石墨烯/碳纳米管粉体、所述高温碳化物/高温氮化物/高温硼化物、所述二氧化锆/二氧化硅/二氧化钛及所述聚氨酯的重量比为1:1:4:4:10。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的柔性抗激光贴片，其特征在于，所述高温碳化物包括碳化硅、碳化锆及碳化铪中的至少一种。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的柔性抗激光贴片，其特征在于，所述高温氮化物包括氮化硅、氮化锆及氮化铪中的至少一种。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的柔性抗激光贴片，其特征在于，所述高温硼化物包括硼化硅、二硼化锆及二硼化铪中的至少一种。

10.一种如权利要求1所述的柔性抗激光贴片的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及激光加固技术领域，具体涉及一种柔性抗激光贴片及其制备方法。该柔性抗激光贴片包括聚氨酯、鳞片石墨、高温碳化物/高温氮化物/高温硼化物、纳米碳粉/石墨烯/碳纳米管粉体、二氧化锆/二氧化硅/二氧化钛，其中，聚氨酯的重量占比为5～10％，鳞片石墨的重量占比为5～10％，碳化硅的重量占比为10～20％，纳米碳粉与鳞片石墨的总重量占比不大于15％，二氧化锆与碳化硅的总重量占比为35～45％。该柔性抗激光贴片及其制备方法的目的是解决如何在保持一定的抗激光加固性能的同时具有柔性的问题。

技术研发人员：杨名,韦国科,侯峰,王业兴,魏琪,安祉铮,张行,李嘉文
受保护的技术使用者：中国航空制造技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/12/12