不同波长激光能量对碳纤维复合材料损伤实验研究

摘要

本文利用YAG激光器及CO2激光器对固体火箭发动机壳体用碳纤维材料试件进行了两种典型波长(10.6um和1.06um)的高能量密度激光能量作用下的损伤实验研究,分析了波长对碳纤维试件损伤效果及损伤方式的影响.结果表明:在相同的功率密度条件下,YAG激光能量除造成表面树脂的分解碳化外,还会直接造成纤维的断裂,CO2激光能量对碳纤维材料的损伤则主要表现在内部的树脂分解;此外,YAG作用的试件单位面积内平均质量损失为28.64mg/cm2,小于CO2激光作用时的平均值40.33mg/cm2,约是其71%;平均每焦耳激光能量下的质量损失YAG为15.0mg/J,小于CO2的试验结果21.4mg/J;从烧蚀热看,损失相同质量的条件下,需要YAG激光能量大于CO2激光能量.