飞秒激光对玻璃钢表面的烧蚀特性试验研究

摘要

玻璃钢因其优良的透波性和介电性能而被广泛应用于雷达设备的容器或外壳的制造。为了对玻璃钢表面进行精密加工,采用波长为1 030 nm的飞秒脉冲激光对玻璃钢表面进行刻蚀,研究了不同激光能量密度、扫描速度以及刻蚀次数对玻璃纤维增强树脂基复合材料表面的烧蚀效果。研究发现飞秒激光对玻璃钢的烧蚀状态可分为弱烧蚀与强烧蚀,且强烧蚀状态可在弱烧蚀的基础上演变形成。弱烧蚀状态时,激光对材料的去除机制主要为热解汽化,热影响较小,加工后的表面能够维持部分原始组织结构与化学性质。当激光能量密度、光斑重叠率或扫描次数增加后,材料表面的热累积效应增强,加剧了材料的消融率,形成强烧蚀状态,烧蚀后材料表面组织结构与化学性质发生改变,碳化现象显著。