针对抗激光辐照涂层,采用有限元方法研究了在连续波激光辐照下,材料热物性参数及涂层结构对涂层温度以及基体温度的影响,并在此基础上进行了涂层的结构设计与优化.结果表明:对于不同的涂层材料,当吸收热量、涂层结构、辐照时间相同时,涂层材料的热导率对温度场分布起主要作用,随着涂层材料热导率的增大,涂层最高温度减小,且在k<10 W/m·K时,温度下降速率较大,之后下降速率趋于平缓.具有较高反射率和较高热导率的Al涂层对基体热影响作用较大,在反射层和基体之间添加隔热层可以缓解基体所受的热作用.双层结构在功率密度为5×104 W/cm2 条件下,随着隔热层厚度的增加,基体热影响区面积明显减小,并向横向扩展;涂层最高温度呈类似抛物线上升的趋势,基体最高温度亦呈类似抛物线下降,隔热效果增加的幅度减小;隔热层厚度为0.6 mm时,基体最高温度只有100 ℃,基体所受热影响基本可以忽略不计.
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