张潇允，张 巍，夏盛强，马 遥，金光勇

(长春理工大学 理学院 物理系，长春 130022)

引 言

碳纤维/环氧树脂复合材料(carbon fiber reinforced polymers，CFRP)是一种重要的增强型复合材料，是交通运输、航天领域、工业化工领域等高技术领域中不可缺少的原材料[1-2]。与传统的复合材料、金属材料相比，CFRP具有两种材料的特殊层状结构，是一种复杂的新型材料，具有耐冲击、耐烧蚀等优秀的力学性能。激光作为一种非接触工具，不需要处理与材料相关的刀具磨损，也不受基体材料相对于纤维的刚度差异的影响。近年来，激光与复合材料相互作用的研究十分活跃，但大多数研究都集中在不同脉冲宽度的脉冲激光器上。例如，HERZOG等人3种大功率的脉冲激光器对CFRP材料进行切割，并找出了合适的切削参量[3]。DITTMAR等人对HERZOG的研究结果进行了深入研究，发现激光参量对碳纤维增强环氧树脂的加工质量和加工时间的影响[4]。RODDEN等人开展了长脉冲Nd∶YAG激光对多层碳纤维复合材料打孔研究，发现惰性气体环境抑制了等离子体的形成，改变了打孔的能量阈值[5]。BOLEY等人开发了激光与复合材料相互作用的模型，以确定吸收能力、吸收深度和光功率增强内的材料，以及角度分布的反射光[6]。FREITAG等人以菲涅耳方程为基础，建立了碳纤维布和碳纤维增强塑料吸收率的理论模型，得到了碳纤维及其复合材料的光学性能[7]。ZHANG等人发现,功率密度为 102W·cm-2量级的激光辐照复合材料时环氧树脂能发生融化并达到热解温度，并发生了明显的质量迁移[8]。……