陶瓷抗激光涂層對鈦合金焊縫及凹槽區(qū)域的防護效果研究

朱潔旻, 趙懿, 楊振, 程功, 羅楚養(yǎng),

1.東華大學(xué) 民用航空復(fù)合材料協(xié)同創(chuàng)新中心, 上海201620;2.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 航天學(xué)院, 黑龍江 哈爾濱150001; 3.中國空空導(dǎo)彈研究院, 河南 洛陽471009

激光武器具有打擊速度快、打擊精度高、殺傷力大、可控制能力強、使用成本低等優(yōu)點，是未來武器裝備發(fā)展的重要方向之一，尤其在光電對抗與防空反導(dǎo)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛[1]。鈦合金具有密度小、比強度高、熔點高和耐蝕性好等特性使之成為航空航天領(lǐng)域的理想材料，其在飛行器結(jié)構(gòu)上應(yīng)用廣泛。自20世紀80年代以來各國在先進戰(zhàn)斗機和轟炸機中的鈦合金用量逐漸上升，歐美國家戰(zhàn)斗機鈦合金用量現(xiàn)已穩(wěn)定在20%以上，其中美國F-22戰(zhàn)斗機鈦合金用量高達42%[2]。采用鈦合金來制備機身框架、機翼大梁、導(dǎo)彈艙體等主承力結(jié)構(gòu)，可以有效減輕結(jié)構(gòu)件質(zhì)量。陶瓷材料具有良好的耐磨性、耐熱性、耐腐蝕性和相穩(wěn)定性，近年來常被應(yīng)用于航空航天的耐高溫結(jié)構(gòu)中。此外，由于陶瓷材料較金屬材料具有更低的線膨脹系數(shù)、更低的熱傳導(dǎo)率、更高的熔點，熱擴散過程對于陶瓷材料的影響小，使其成為抗激光涂層的理想材料[3]。

針對陶瓷材料與激光的相互作用機理，國內(nèi)外已開展較為系統(tǒng)的研究，如陶瓷材料激光燒蝕產(chǎn)物、燒蝕機理分析，陶瓷材料激光燒結(jié)原理與作用過程分析，激光合成陶瓷材料等[4-7]。但以上研究多為利用激光進行陶瓷材料的制備與加工，針對陶瓷材料激光毀傷的研究較少。國外學(xué)者進行了改性SiC-Cr5Si3陶瓷、α-SiC陶瓷、SiC-MoSi2陶瓷等[6-8]多種陶瓷的不同類別激光輻照實驗研究，探究了陶瓷材料激光燒蝕前后的物質(zhì)變化與相變化。國內(nèi)學(xué)者多針對陶瓷材料的激光毀傷閾值與材料表面毀傷情況進行研究，李兆巖、Chen、蔡鵬程、陳杰等[3,9-11]通過改變各項參數(shù)對氧化鋯、氮化硅等陶瓷材料的激光毀傷閾值以及毀傷機理進行了研究。為更好地對陶瓷材料激光毀傷機理進行研究分析，葉瑩[12]提出了偏振光譜成像探測方法，結(jié)合探測原理和數(shù)學(xué)模型研究了復(fù)合陶瓷在激光輻照下的毀傷演化過程。

由于陶瓷材料能夠較好地吸收激光能量，常被應(yīng)用于制備抗激光涂層。目前針對激光與陶瓷涂層相互作用的研究大多為使用激光燒結(jié)或激光熔覆技術(shù)制備陶瓷涂層，研究陶瓷材料、激光參數(shù)等因素對陶瓷涂層結(jié)合強度與其他性能變化的影響[13-17]。但已有研究表明，部分陶瓷涂層具有承受短時間激光燒蝕的能力，改善了基材的激光毀傷情況，起到一定的防護作用[18-20]?，F(xiàn)階段國內(nèi)外有關(guān)于陶瓷涂層激光燒蝕的文獻多為研究不同材料的陶瓷涂層燒蝕前后元素組成、形態(tài)、結(jié)構(gòu)發(fā)生的變化[21]，以及陶瓷涂層的改性設(shè)計[22-23]，通過在材料中添加部分元素，探究其燒蝕性能的變化。陶瓷涂層燒蝕機理的分析多在觀察其結(jié)構(gòu)、元素變化的基礎(chǔ)上進行，同時部分學(xué)者研究了反射率等因素對于陶瓷涂層激光燒蝕性能的影響[4]。

現(xiàn)有研究雖針對了不同材料的陶瓷涂層，但其基材結(jié)構(gòu)大多為平板結(jié)構(gòu)，針對焊縫、凹槽等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的研究少有報道。而在實際使用過程中，因為結(jié)構(gòu)設(shè)計需要和工藝限制，鈦合金基體常會存在一些焊縫區(qū)域和凹槽等特殊結(jié)構(gòu)，特殊區(qū)域和結(jié)構(gòu)對陶瓷涂層抗激光性能存在影響。為此，本論文針對鈦合金基材，研究了焊縫結(jié)構(gòu)對陶瓷涂層的抗激光性能的影響。同時，考察在陶瓷涂層鈦合金具有凹槽棱部和角部兩個典型特殊結(jié)構(gòu)部位的情況下，不同功率密度的激光對這兩者的影響規(guī)律。為陶瓷抗激光涂層應(yīng)用于飛行器抗激光防護設(shè)計提供實驗數(shù)據(jù)和技術(shù)支持。

1 實驗條件

1.1 實驗樣品

本實驗采用航空航天結(jié)構(gòu)中廣泛應(yīng)用的TC4鈦合金作為研究對象，其材料組成為Ti-6Al-4V。TC4鈦合金是以Ti為基體，含有5.5%～6.8% Al，3.5%～4.5% V，以及低于0.3%的Fe與C、N、H、O等其他雜質(zhì)的(α+β)型鈦合金。參考現(xiàn)役空空導(dǎo)彈彈體典型結(jié)構(gòu)形式，實驗分別制備了含焊縫的鈦合金樣片和含凹槽結(jié)構(gòu)的鈦合金樣片，如圖1所示。焊縫結(jié)構(gòu)樣片中鈦合金基底部分厚度為1.8 mm，樣件表面包含陶瓷涂層普通表面、陶瓷涂層焊縫處和鈦合金普通表面，其中焊縫處采用激光焊接技術(shù)焊接。凹槽結(jié)構(gòu)樣片為TC4鈦合金裸片與陶瓷涂層TC4鈦合金樣片，2種樣片均具有棱部與角部結(jié)構(gòu)。凹槽結(jié)構(gòu)樣片鈦合金基底外部區(qū)域厚度為5.0 mm，凹槽深度為3.0 mm，即鈦合金基底內(nèi)部區(qū)域厚度為2.0 mm。

所有樣件中所覆陶瓷涂層制備均采用液相等離子體電解氧化技術(shù)[24]，制得陶瓷涂層的厚度為48.4 μm，反射率大于45%。主要制備過程為：將鈦合金樣件作為陽極，放置于以硅酸鹽、磷酸鹽為主鹽的電解液體系中，通過外加電源的方式，使電解液中物質(zhì)與陽極表面結(jié)合，形成陶瓷涂層。

1.2 實驗系統(tǒng)

本實驗的激光輻照光源選用光纖激光器，光斑尺寸為Φ2 mm，輸出模式為連續(xù)波，激光作用距離為1.5 m。激光毀傷實驗示意圖如圖2所示。通過數(shù)字延時發(fā)生器控制激光器工作時間，激光器輸出的1 064 nm激光經(jīng)強光衰減片組衰減后，只有一小部分能量進入分束鏡。強光衰減片組采用高反射式鍍膜衰減片，目的是激光穿透衰減片組過程中不至于損壞衰減鏡片。采用分束鏡實時監(jiān)測作用于鍍膜陶瓷樣件的激光能量密度。經(jīng)過分光的激光光束透過分光鏡后直接作用于鍍有陶瓷涂層的樣件表面。樣品通過高精密二維平移臺面進行高度和水平方向的移動，以保證激光作用于不同規(guī)劃區(qū)域的陶瓷涂層樣品表面。

1.3 實驗方案

激光對焊縫結(jié)構(gòu)樣片的輻照實驗使用功率密度為1 500 W/cm2的連續(xù)激光，分別對焊縫樣片的陶瓷涂層普通表面、焊縫、鈦合金普通表面進行激光輻照，并觀察其實際的毀傷效果。激光對凹槽結(jié)構(gòu)樣片輻照實驗通過改變激光功率密度大小，分別對鈦合金裸片與陶瓷涂層鈦合金樣片的棱部與角部結(jié)構(gòu)進行激光輻照，并觀察其實際毀傷效果。該部分實驗所用激光功率密度范圍為3 183～9 231 W/cm2。為盡可能提高激光功率密度并減小高斯光束能量分布對陶瓷涂層的影響，實驗中將激光光斑直徑設(shè)置為2 mm。實驗中激光輻照時間均為10.0 s。對于激光輻照后的樣品，分別采用FM-400C正置熒光顯微鏡與JCM-6000Plus臺式掃描電子顯微鏡進行表面形貌表征與微觀形貌表征。

2 結(jié)果與分析

2.1 強激光對鈦合金焊縫結(jié)構(gòu)的毀傷效果

采用連續(xù)激光(功率密度為1 500 W/cm2)分別對陶瓷涂層樣片普通表面、焊縫處和鈦合金普通表面進行輻照，實驗結(jié)果如圖3所示。從圖3a)～3b)中可以看出，當對樣片進行激光輻照時，由于陶瓷涂層反射率較高，在短時間作用內(nèi)，激光能量大部分被反射，隨著時間延長，涂層反射率下降，吸收率相對增大，涂層表面由于激光的熱積累效應(yīng)而被燒蝕。陶瓷涂層在焊縫處和普通表面的防護效果并未出現(xiàn)較大差別。相比之下，裸露的鈦合金在受到強激光照射時，由于沒有陶瓷涂層的保護，表面積累大量熱量，并迅速向四周擴散。這些熱量在擴散過程中，由于與空氣分子接觸，導(dǎo)致鈦合金表面發(fā)生了不同程度的氧化反應(yīng)，在其表面形成一層致密的氧化膜。氧化膜的厚度與鈦合金表面溫度有關(guān)，不同厚度的氧化膜會對光線產(chǎn)生干涉，呈現(xiàn)出不同的顏色。因此可以通過激光輻照產(chǎn)生的氧化環(huán)顏色分布、顏色數(shù)、氧化環(huán)大小來大致判斷鈦合金表面的溫度分布。觀察圖3中陶瓷涂層普通表面、焊縫處和鈦合金普通表面處激光燒蝕所形成的氧化環(huán)可知，與鈦合金普通表面處氧化環(huán)相比，陶瓷涂層焊縫處與普通表面處的氧化環(huán)直徑減小，包含顏色數(shù)減少，表面累積熱量的擴散范圍縮小。再觀察樣片的背面，可以發(fā)現(xiàn)：對于普通表面，在陶瓷涂層的防護下，試樣背面目視未觀察到激光輻照痕跡，而在焊縫區(qū)域，在同等的防護措施下，則可觀察到輕微的激光輻照痕跡。由此可見，焊縫處的涂層抗激光性能要比普通表面的涂層弱。此外，對比未涂覆抗激光涂層的鈦合金基材被激光輻照后的前后表面，可以看出，樣片背面裸露的鈦合金基底也同樣出現(xiàn)了氧化環(huán)，這表明激光作用于裸露的鈦合金基材時，積累的熱量會快速擴散到基材背面。上述實驗結(jié)果表明，陶瓷涂層能夠有效保護鈦合金基底不受強激光的毀傷。焊縫處的陶瓷涂層與普通沒經(jīng)過焊接處的陶瓷涂層在受到同樣大小功率密度的激光作用時，未表現(xiàn)出較大抗激光性能差別。

2.2 強激光對鈦合金凹槽結(jié)構(gòu)的毀傷效果

為研究凹槽結(jié)構(gòu)與陶瓷涂層對鈦合金激光毀傷效果的影響，本文在相同條件下對具有凹槽結(jié)構(gòu)的鈦合金裸片和鍍有陶瓷涂層的鈦合金樣片(下文中所提及的鈦合金裸片與鍍有陶瓷涂層的鈦合金樣片均特指含凹槽結(jié)構(gòu)試樣)之間進行了對比實驗，實驗結(jié)果如圖4所示。其中，圖4a)和4b)分別為不同功率密度激光對鈦合金裸片和含陶瓷涂層的鈦合金樣片的毀傷效果，功率密度從左至右次為3 183,4 775,6 336,7 162,7 956,8 754,9 231 W/cm2。從圖4a)～4b)2組實驗結(jié)果可以看出，對于鈦合金裸片和含陶瓷涂層的鈦合金樣片來說，兩者的毀傷效果都隨著激光功率密度的增加而逐漸加重。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，鈦合金裸片和含陶瓷涂層的鈦合金樣片的凹槽棱部結(jié)構(gòu)內(nèi)部被激光輻照的毀傷效果比外部的毀傷效果輕微。凹槽深度雖致使激光聚焦發(fā)生改變，但深度僅為3 mm，此改變對于燒蝕結(jié)果的影響可忽略不計，因此，在下文的討論中不考慮激光聚焦變化的影響。由于凹槽存在一定的深度，使得棱部結(jié)構(gòu)內(nèi)表面與外表面和激光的接觸時間存在細微的差距，內(nèi)表面由光能轉(zhuǎn)化的熱能略少于外表面。同時外部表面熱量向內(nèi)部傳導(dǎo)時，與周圍環(huán)境進行了一定的熱交換，造成了部分能量的損失。進一步，本文還考察了不同功率密度激光對鈦合金裸片和陶瓷涂層樣片凹槽角部產(chǎn)生的毀傷效應(yīng)，實驗結(jié)果如圖5所示。其中，圖5a)和5b)分別為不同激光功率密度對鈦合金裸片和含陶瓷涂層的鈦合金樣片的毀傷效果，功率密度從左至右依次為3 183,4 775,6 336,7 162,7 956,8 754,9 231 W/cm2。由圖5可知，凹槽角部結(jié)構(gòu)的毀傷效果仍然是隨著激光功率密度的增大而逐漸提高。凹槽結(jié)構(gòu)試樣激光輻照后背面結(jié)果如圖6所示，圖6a)為鈦合金裸片，圖6b)為含陶瓷涂層鈦合金樣片。觀察圖6a)發(fā)現(xiàn)，試樣背面氧化環(huán)呈現(xiàn)完整的圓環(huán)結(jié)構(gòu)，凹槽結(jié)構(gòu)內(nèi)部與外部表面?zhèn)鬟f到試樣背面的熱量基本相同，未受到樣件正面凹槽結(jié)構(gòu)的影響。將圖5的實驗結(jié)果與圖4相比較，可以看出凹槽棱部的毀傷效果比凹槽角部的毀傷效果明顯。由于凹槽角部是由2個棱部交叉構(gòu)成，從幾何結(jié)構(gòu)上來看，該部分是幾何變化最大的部分。因此當熱量傳導(dǎo)在這一位置時，相較于棱部結(jié)構(gòu)，熱量在角部結(jié)構(gòu)中傳導(dǎo)范圍更廣，更有利于熱量快速地與周圍環(huán)境進行交換，從而損失更多的能量。作用于該部分的激光雖對凹槽內(nèi)部產(chǎn)生了一定毀傷，但其毀傷程度要小于棱部。比較圖6a)～6b)發(fā)現(xiàn)，激光在試樣角部結(jié)構(gòu)處背面造成的氧化環(huán)直徑小于棱部結(jié)構(gòu)，角部結(jié)構(gòu)更有利于熱量在傳遞過程中發(fā)生耗散，減少傳遞到樣片背面的熱量。

圖4 不同功率密度激光對凹槽結(jié)構(gòu)樣片正面毀傷效果(棱部)

圖5 不同功率密度激光對凹槽結(jié)構(gòu)樣片正面毀傷效果(角部)

圖6 不同功率密度激光對凹槽結(jié)構(gòu)樣片背面毀傷效果

3 毀傷機理分析

3.1 表面形貌表征

圖7a)～7b)分別為鈦合金裸片與含陶瓷涂層鈦合金樣片棱部結(jié)構(gòu)經(jīng)過功率密度為7 956 W/cm2的激光輻照后的樣件背面形貌。觀察可得，樣件背面呈現(xiàn)出明顯的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，各氧化環(huán)顏色存在變化，存在一定的規(guī)律性。氧化環(huán)內(nèi)部顏色主要為紅、綠兩色交替出現(xiàn)，向外逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)辄S、藍等色。相較于含陶瓷涂層鈦合金樣片，鈦合金裸片背面氧化環(huán)直徑更大，氧化環(huán)圈數(shù)更多，鈦合金裸片向背面?zhèn)鬟f的熱量多于含陶瓷涂層的鈦合金樣件，陶瓷涂層起到了一定的熱防護作用。陶瓷涂層的鈦合金樣件背面形成各色氧化環(huán)間界限較鈦合金裸片更為清晰，這是由于陶瓷涂層反射并吸收部分激光能量，較鈦合金裸片，含陶瓷涂層鈦合金樣件向樣件背面?zhèn)鬟f的熱量少，速度慢。

圖7 棱部結(jié)構(gòu)樣片背面光學(xué)顯微鏡形貌

圖8a)～8b)分別為能量密度為8 754W/cm2時的鈦合金裸片棱部與角部結(jié)構(gòu)內(nèi)外形貌圖。可根據(jù)鈦合金激光燒蝕后的表面形貌分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 3個區(qū)域，其中Ⅰ為強燒蝕形貌區(qū)域，Ⅱ為弱燒蝕形貌區(qū)域，Ⅲ為燒蝕氧化區(qū)域。強燒蝕形貌區(qū)域為材料表面因激光燒蝕以及鈦合金的冷凝出現(xiàn)明顯燒蝕痕跡的區(qū)域；弱燒蝕形貌區(qū)域為材料表面因激光燒蝕產(chǎn)生輕微燒蝕的區(qū)域；燒蝕氧化區(qū)域為材料表面因激光燒蝕帶來大量的熱量與氧氣反應(yīng)而產(chǎn)生氧化環(huán)的區(qū)域。

圖8 凹槽結(jié)構(gòu)鈦合金裸片正面光學(xué)顯微鏡形貌

圖8b)中可以看出，強燒蝕形貌區(qū)域出現(xiàn)液滴狀凸起。激光輻照到鈦合金表面時，帶來大量的熱，使輻照中心的鈦合金溫度升高，在作用一段時間后鈦合金表面溫度超過其熔點，由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，存在一定的流動性。由于激光輻射時，樣件表面為豎直狀態(tài)，液態(tài)鈦合金受到重力作用，發(fā)生一定的移動，因此液滴狀凸起所在位置與輻照中心存在一定的位移。因為在激光輻照末期，激光存在能量波動、線偏振等，液滴表面出現(xiàn)不平整的毛刺。圖8a)中可以看出在燒蝕區(qū)域中心存在近似圓形的黑色區(qū)域。這是由于燒蝕中心接收到的激光能量最高，溫度變化最快，鈦元素的氧化性能增強，與空氣中的氧氣劇烈反應(yīng)，由于氧化反應(yīng)速率過快，周圍空氣中氧氣含量不能滿足反應(yīng)需求，無法形成二氧化鈦，而是形成了亞氧化鈦，呈黑色[25]。

比較圖8a)～8b)可以看出，棱部結(jié)構(gòu)外表面激光毀傷形貌與角部結(jié)構(gòu)外表面相似，均能看到明顯的燒蝕痕跡，存在強、弱燒蝕形貌區(qū)域與燒蝕氧化區(qū)域；但棱部與角部結(jié)構(gòu)內(nèi)表面燒蝕形貌則有一定的差異，棱部結(jié)構(gòu)內(nèi)表面能看到清晰的鈦合金因激光燒蝕受熱后冷卻重新凝結(jié)形成的凸點以及環(huán)狀燒蝕痕，存在強、弱燒蝕形貌區(qū)域與燒蝕氧化區(qū)域，而角部結(jié)構(gòu)內(nèi)部表面僅有熱量傳遞后形成的部分氧化環(huán)區(qū)域。由此可以得出，角部結(jié)構(gòu)向內(nèi)部傳遞的能量較棱部結(jié)構(gòu)相比更少，內(nèi)部毀傷效果更不明顯。

3.2 微觀形貌表征

激光作用下，高反射率陶瓷涂層反射部分激光能量，剩余部分激光能量使陶瓷材料發(fā)生燒結(jié)，其內(nèi)部會發(fā)生一系列物理化學(xué)變化以及相變。選擇激光(功率密度為8 754W/cm2)燒蝕后的含陶瓷涂層鈦合金樣片的棱部結(jié)構(gòu)毀傷結(jié)果進行微觀形貌表征，表征區(qū)域為該棱部結(jié)構(gòu)的內(nèi)部表面區(qū)域，該區(qū)域宏觀毀傷結(jié)果如圖4b)所示。依據(jù)陶瓷涂層在激光作用后的微觀形貌，可將其分為A,B,C,D 4個區(qū)域，如圖9a)所示，其中區(qū)域D為陶瓷涂層激光未影響區(qū)，可從圖9e)中觀察到陶瓷涂層存在明顯的孔洞結(jié)構(gòu)。

圖9 棱部結(jié)構(gòu)陶瓷涂層鈦合金樣片掃描電子顯微鏡形貌(內(nèi)部)

區(qū)域C為激光燒蝕邊緣區(qū)域，其微觀形貌如圖9d)所示。從圖9a)中可以觀察到存在明顯的弧形分界線，分界線內(nèi)側(cè)為激光輻照直接影響區(qū)，外側(cè)為激光輻照間接影響區(qū)。由于激光帶來大量熱量，熱量向周圍擴散造成材料形貌變化的區(qū)域。激光輻照間接影響區(qū)內(nèi)的陶瓷涂層處于燒蝕初期到中期。陶瓷燒結(jié)頸部開始長大，原子向顆粒結(jié)合面遷移，顆粒間距離縮小。陶瓷的密度和強度都增加。陶瓷涂層出現(xiàn)明顯的顆粒狀結(jié)構(gòu)，縫隙較未影響區(qū)域陶瓷涂層明顯縮小。激光輻照直接影響區(qū)微觀形貌如圖9c)所示。陶瓷燒結(jié)進入燒蝕后期，隨著晶粒長大與孔隙被晶界上物質(zhì)擴散填充，陶瓷致密化程度不斷提高，小縫隙消失、孔隙數(shù)量減少，陶瓷涂層表面向平坦化發(fā)展。由于激光內(nèi)部能量存在不均勻，直接影響區(qū)內(nèi)仍有一定區(qū)域存在較明顯的孔隙，但較間接影響區(qū)，陶瓷涂層表面顆粒狀結(jié)構(gòu)明顯改善，更為平整。區(qū)域A為激光燒蝕中心區(qū)域，其微觀形貌如圖9b)所示。在該區(qū)域，由于激光能量密度最高，升溫速度最快，溫度峰值最大，陶瓷材料致密化程度最高，基本觀察不到孔隙[26]。陶瓷涂層吸收大量由光能轉(zhuǎn)化的熱能并發(fā)生結(jié)構(gòu)改變，以此進行激光防護。但由于激光輻照直接影響區(qū)域吸收熱能過多，陶瓷涂層易產(chǎn)生裂紋。當產(chǎn)生裂紋的區(qū)域再次受到外力時，陶瓷涂層易在裂紋處發(fā)生斷裂并與鈦合金脫離，露出鈦合金表面，不利于鈦合金的激光防護。以激光燒蝕中心為圓心向外，陶瓷涂層相變程度逐漸減小，其孔洞結(jié)構(gòu)逐漸明顯，孔洞越大，吸收的熱能越少。陶瓷涂層通過相變吸收激光輻照產(chǎn)生的熱量，進而減少傳遞到鈦合金的熱量，從而起到激光防護的作用。

4 結(jié) 論

1) 陶瓷涂層對鈦合金具有良好的激光防護作用，焊縫區(qū)域?qū)μ沾赏繉拥姆雷o效果影響較??；

2) 激光功率密度與凹槽結(jié)構(gòu)均會對鈦合金樣片的毀傷效果存在影響，隨激光功率密度的增大，樣片棱部結(jié)構(gòu)與角部結(jié)構(gòu)的毀傷效果加重；凹槽結(jié)構(gòu)外部毀傷效果較內(nèi)部嚴重，棱部結(jié)構(gòu)毀傷效果較角部結(jié)構(gòu)嚴重；

3) 陶瓷涂層在反射部分激光能量的基礎(chǔ)上與激光相互作用發(fā)生燒結(jié)，陶瓷材料結(jié)構(gòu)、密度等發(fā)生變化，材料致密化程度提高，陶瓷涂層通過一系列物理、化學(xué)以及相變化來吸收激光帶來的熱能，達到對鈦合金材料進行激光防護的目的。