纳秒激光对含能聚合物固体薄膜的烧蚀特性研究
发布时间:2018-01-16 03:27
本文关键词:纳秒激光对含能聚合物固体薄膜的烧蚀特性研究 出处:《推进技术》2017年08期 论文类型:期刊论文
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【摘要】:含能聚合物是激光烧蚀微推进中一类重要的推进剂,聚叠氮缩水甘油醚(GAP)是其中的典型代表。为了研究含能聚合物固体薄膜在纳秒激光下的烧蚀特性,使用8ns脉宽的Nd:Ya G激光器以反射式和透射式烧蚀GAP固体薄膜靶材,对羽流演化过程和烧蚀坑形态进行了研究。结果表明:反射式烧蚀的羽流中喷射产物以气态为主,固态碎片较少,受迫形成锥面喷射,羽流演化速度较快。透射式烧蚀喷射在约束作用下,有大量固态碎片以球面膨胀,约束在羽流演化的早期抑制了喷射速度,但会逐渐碎裂分解释放产物和能量,使喷射前沿再次加速,约束延长了烧蚀区在靶材滞留的时间,使透射式烧蚀的靶材内热传导效应更为显著。在此基础上,以不同激光能量密度透射式烧蚀靶材,研究透射式烧蚀能量沉积区与周围工质的侵蚀和约束关系。结果表明:激光能量密度越大,周围工质受到的侵蚀作用越强,烧蚀坑面积越大,能量沉积区受到的约束作用越弱,透射式烧蚀的羽流演化体现出部分反射式烧蚀的特征。
[Abstract]:Energetic polymer is a kind of important propellant laser ablation micro propulsion, Glycidyl Azide Polymer (GAP) is a typical one. In order to ablation characteristics of solid polymer film in nanosecond laser under study with Nd:Ya, G laser with 8NS pulse width to the reflection type and transmission type ablation GAP solid thin film, the plume evolution and crater morphology were investigated. The results show that the reflective ablation plume in injection products by gas solid, less debris, forced the formation of cone jet plume evolution speed. The transmission type ablation jet in the constraint function, a large number of solid fragments with spherical expansion. Early constrain the evolution of jet velocity in the plume flow suppression, but gradually breaking released products and energy, the jet front again accelerated constraint extended the ablation zone on the target retention time, the transmission of the ablation target Material heat conduction effect is more significant. On this basis, with different laser energy density transmission type ablation, ablation energy deposition area and surrounding fluid erosion and constraints of transmission. The results show that the laser energy density, the stronger erosion around the refrigerant by the ablation pit area is big constraints are exerted on energy deposition area is weak, the transmission type ablation plume evolution reflects the characteristics of reflective ablation.
【作者单位】: 装备学院激光推进及其应用国家重点实验室;中国人民解放军63771部队;
【基金】:国家自然科学基金(11602304)
【分类号】:TN249;V439
【正文快照】: 2.中国人民解放军63771部队,陕西渭南714000)1引言随着航天技术的进步,微小卫星逐渐成为航天器发展的新趋势,毫牛级微推力器也成为了航天推进系统研究的热点。激光烧蚀微推进利用激光烧蚀工质产生的高温高压喷射产物产生推力,具有比冲高,可控性好,效率高[1]等优点,应用于微小
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本文编号:1431362
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