高反射率抗激光烧蚀涂层的制备及数值模拟研究

摘要： 以TiO2为颜料, 硅酸钾为粘结剂(以下简称KS-T), 采用空气喷涂的方法, 在铝基底上制备了一种抗激光烧蚀涂层。研究了粉体粒径大小、固含量、涂层厚度等因素对涂层反射率的影响, 获得了1064 nm激光波段下反射率达到96.8%的KS-T涂层。基于热传导方程建立三维有限元模型模拟材料的瞬态温度场分布, 测量激光辐照过程中铝基底的背底温度变化, 与模拟结果相比较, 发现KS-T涂层可以有效地保护基底不被激光烧蚀。模拟结果显示, 在辐照一段时间后, 样品的反射率出现了下降的现象, 分析了反射率下降的可能原因;计算结果还表明考虑界面热阻(ITR)后, 涂层/基底界面处出现一个明显的温降, 阻止热流向基底的传输, 从而使铝基底保持一个较低的温度。