激光沖擊波誘導膜基系統(tǒng)動靜態(tài)響應特性研究.pdf

1、膜基界面結合強度與薄膜質量優(yōu)劣密切相關，較優(yōu)的界面結合強度是保證薄膜使用的前提?；诩す鉀_擊波效應的激光離散劃痕檢測技術是一種檢測界面結合強度的新方法。該技術下不同能量激光瞬態(tài)加載膜基系統(tǒng)的動靜態(tài)響應特性與膜基界面結合強度之間的關系是亟需解決的核心問題。為此，本文利用聚偏氟乙烯(PVDF)貼片傳感器以及X射線衍射儀(XRD)兩種檢測技術，對激光加載過程中膜基系統(tǒng)的動靜態(tài)響應特性進行了研究。綜合分析了不同能量激光誘導的沖擊波在不同界面結合

2、強度膜基系統(tǒng)中的傳播規(guī)律以及膜基系統(tǒng)動靜態(tài)響應特性與界面結合強度之間的相互關系。
　　首先，對PVDF傳感器的動態(tài)檢測效果進行了驗證并優(yōu)化了黑膠帶吸收層厚度參數(shù)。在AZ31B鎂合金基體背面激光沖擊區(qū)域邊界粘貼PVDF傳感器，通過對比發(fā)現(xiàn)彈塑性雙波傳播到靶材背面的時間與理論傳播時間相符。結果表明:PVDF傳感器動態(tài)檢測效果好。同時對黑膠帶吸收層的厚度參數(shù)進行了優(yōu)化，當激光能量為1000mJ時，對比分析了不同厚度吸收層下材料表面形貌以

3、及沖擊波壓力。結果表明:當黑膠帶吸收層厚度為200um時綜合優(yōu)勢明顯。
　　其次，對膜基系統(tǒng)動態(tài)響應特性開展研究。采用水膜、502膠、雙面膠為粘結劑粘結316不銹鋼箔與AZ31B鎂合金基體構建三種膜基系統(tǒng)理論模型，將PVDF傳感器粘貼在基體背面激光沖擊中心，分析激光能量以及膜基界面結合強度對動態(tài)壓電信號，動態(tài)壓力信號、動態(tài)應變信號的影響。結果表明:脈沖激光能量越強，檢測到的壓電、壓力、應變信號越強，到達穩(wěn)定狀態(tài)的時間越長，從檢測到

4、信號到最終系統(tǒng)穩(wěn)定是在微秒量級時間內完成的;相同激光能量作用下，水膜為粘結劑模型下PVDF檢測得到的壓電、壓力波峰值最大，同時壓電波形曲線更為光滑，系統(tǒng)達到平衡狀態(tài)時用時最長，系統(tǒng)靜止后拉應變的變化量最大。
　　最后，對膜基系統(tǒng)激光沖擊前后的殘余應力變化開展研究并建立了激光沖擊波在膜基系統(tǒng)中的傳播模型。利用X射線衍射儀對膜基界面進行應力測量，分析了不同能量激光輻照下三種膜基系統(tǒng)殘余應力分布狀態(tài)變化規(guī)律。結果表明:不同能量激光輻照下