本公開屬于涂層材料，涉及一種抗激光輻照涂層組合物及涂層制備方法。

背景技術(shù)：

1、激光技術(shù)被廣泛應(yīng)用于航空航天、醫(yī)學(xué)、工業(yè)制造等領(lǐng)域，隨著激光功率的大幅提升，高能激光能夠在短時間內(nèi)熔融損傷傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)件材料，因此，如何抵御高能激光的輻照損傷成為一項極具挑戰(zhàn)性的任務(wù)。

2、在激光輻照過程中，激光部分能量在接觸材料時以反射的形式耗散掉，剩余部分激光能量在材料表面通過光熱轉(zhuǎn)換，以熱量的形式沉積在材料表面，形成局部高溫區(qū)域，并導(dǎo)致材料發(fā)生熔融氣化等損傷失效行為。在材料表面涂覆一層激光防護涂層是一種有效的防護手段，現(xiàn)有的該類涂層主要為反射型防護涂層或燒蝕隔熱型防護涂層。前者主要依賴涂層的高反射率降低對激光能量的吸收比例，起到防護作用，該類涂層盡管具有可重復(fù)使用的優(yōu)勢，且防護時間較長，但面對高功率激光輻照易因出現(xiàn)壞點而導(dǎo)致涂層失效；后者主要依賴材料燒蝕耗能以及隔熱特性，耗散并隔絕激光產(chǎn)生的熱量，防止高溫對基體材料的損傷，該類涂層盡管能夠較好抵御高功率激光的短時燒蝕作用，但因表面呈高吸光比例，導(dǎo)致涂層防護時間較短。

3、以上分析可以看出，當前研制的反射型防護涂層和燒蝕隔熱型防護涂層各有優(yōu)劣，但隨著高能激光技術(shù)的發(fā)展，單一的防護機制已經(jīng)難以滿足逐漸提升的防護指標，如何能夠?qū)⒍喾N防護機制有效結(jié)合，進一步提升涂層防護性能，是當前需要解決的關(guān)鍵技術(shù)難題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本公開提供了一種抗激光輻照涂層組合物及涂層制備方法，可以有效解決上述問題。

2、本公開是這樣實現(xiàn)的：

3、一方面，本公開提供一種抗激光輻照涂層組合物，所述涂層組合物包括隔熱層組合物、橫向散熱層組合物和反射層組合物；

4、其中，所述隔熱層組合物包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分：

5、成膜樹脂60份-65份，陶瓷顆粒17.5份-20份，陶瓷空心球17.5份-20份；

6、所述橫向散熱層組合物包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分：

7、成膜樹脂90份-95份，高導(dǎo)熱硼化物5份-10份；

8、所述反射層組合物包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分：

9、成膜樹脂58份-65份，陶瓷顆粒30份-39份，短切纖維3份-5份。

10、另一方面，本公開提供一種抗激光輻照涂層的制備方法，所述方法包括：

11、按質(zhì)量配比稱取成膜樹脂、陶瓷顆粒和陶瓷空心球，將陶瓷顆粒和陶瓷空心球添加到成膜樹脂中，并分散均勻，得到第一涂布漿料，將第一涂布漿料涂覆到基體表面，然后進行預(yù)固化，得到第一基體；

12、按質(zhì)量配比稱取成膜樹脂和高導(dǎo)熱硼化物，將高導(dǎo)熱硼化物添加到成膜樹脂中，并分散均勻，得到第二涂布漿料，將第二涂布漿料涂覆到第一基體表面，然后進行預(yù)固化，得到第二基體；

13、按質(zhì)量配比稱取成膜樹脂、陶瓷顆粒和短切纖維，將陶瓷顆粒和短切纖維添加到成膜樹脂中，并分散均勻，得到第三涂布漿料，將第三涂布漿料涂覆到第二基體表面，然后進行固化，得到抗激光輻照涂層。

14、本公開的有益效果是：

15、本公開提供了一種抗激光輻照涂層組合物，其制備的涂層包括三層結(jié)構(gòu)，由基體表面從內(nèi)到外依次分布有隔熱層、橫向散熱層和反射層。所述隔熱層具有較低的熱導(dǎo)率，能夠起到很好的隔熱效果；所述橫向散熱層的高導(dǎo)熱材料使得該層具備良好的橫向熱導(dǎo)率，有效的保證了局部高溫能夠快速疏散至周邊區(qū)域，防止中心超高溫的產(chǎn)生；所述反射層具有較高的熔點以及反射率，實現(xiàn)了涂層高反射特性?；谏鲜龇瓷?、橫向散熱以及隔熱的協(xié)同配合，所述涂層具有較好的抗高能激光輻照性能。

16、進一步的，本公開提供了所述涂層的制備方法，所述方法簡單易行、成本較低，且能夠滿足大尺寸制備的要求，能夠應(yīng)用于可能遭受高能激光輻照的材料表面，避免其產(chǎn)生損傷。

技術(shù)特征：

1.一種抗激光輻照涂層組合物，其特征在于，所述涂層組合物包括隔熱層組合物、橫向散熱層組合物和反射層組合物；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂層組合物，其特征在于，所述成膜樹脂為900℃條件下固含量大于50%的熱固性樹脂。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂層組合物，其特征在于，所述陶瓷顆粒為氧化鋁粉或氧化鋯粉。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂層組合物，其特征在于，所述陶瓷空心球為氧化鋁空心球。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂層組合物，其特征在于，所述高導(dǎo)熱硼化物為六方氮化硼。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂層組合物，其特征在于，所述短切纖維為氧化鋯纖維散棉。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂層組合物，其特征在于，所述隔熱層的厚度為350μm-700μm；

8.一種抗激光輻照涂層的制備方法，其特征在于，所述方法包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，進行固化，包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述基體的材料為純金屬、合金、樹脂基復(fù)合材料中的一種。

技術(shù)總結(jié)
本公開屬于涂層材料技術(shù)領(lǐng)域，本公開提供了一種抗激光輻照涂層組合物及涂層制備方法，所述涂層組合物包括隔熱層組合物、橫向散熱層組合物和反射層組合物；其中，所述隔熱層組合物包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分：成膜樹脂60份?65份，陶瓷顆粒17.5份?20份，陶瓷空心球17.5份?20份；所述橫向散熱層組合物包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分：成膜樹脂90份?95份，高導(dǎo)熱硼化物5份?10份；所述反射層組合物包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分：成膜樹脂58份?65份，陶瓷顆粒30份?39份，短切纖維3份?5份。

技術(shù)研發(fā)人員：馬琛,楊川,闕春曉,陳國華
受保護的技術(shù)使用者：華僑大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9