SiC/SiC復合材料納秒激光和皮秒激光制孔質量的對比研究*

（1.中航工業北京航空制造工程研究所，北京 100024；2.中航復合材料有限責任公司，北京 101300）

復合材料具有質輕、高強度、高模量、抗疲勞、耐腐蝕、阻尼減振性好、破損安全性好、可優化設計及成型工藝性好等一系列優點，在航空航天等領域應用比例逐漸上升，已成為飛行器和航空發動機構件最主要的材料之一[1]。陶瓷基復合材料不但具有高比強度、高比模量、耐腐蝕特性，而且耐高溫性能優良，在航空航天領域，尤其是作為發動機熱結構材料的應用前景非常廣闊[2-3]。隨著復合材料的廣泛應用，對其質量的要求也在不斷提高。由于當前制備水平的限制，復合材料構件需要進行大量切割和制孔等去除性加工，構件的加工精度和表面質量等因素已經成為影響其使用性能、可靠性和使用壽命的重要因素。由于陶瓷基復合材料的硬度大，切削加工使復合材料的性能更差，易產生缺陷、刀具磨損更嚴重等問題，已成為目前陶瓷基復合材料研究和應用所面臨的一項亟待解決的難題[4]。

激光以其非接觸加工、高能量密度等特點在高強度復合材料的去除性加工領域具有顯著優勢，尤其在提高加工精度以及降低加工成本等方面最為突出。目前激光加工復合材料普遍采用連續激光或長脈沖激光，其與材料交互作用過程中產生強烈熱效應，將在加工區域產生熱影響區、分層、撕裂等危害性加工缺陷[5-6]。超短脈沖激光在與材料交互作用過程中，能夠將其全部能量瞬間注入到極小的區域，可以避免激光線性吸收、能量轉移和擴散等因素影響，極大限制甚至避免熱效應的產生[7]。……