一种用于高强力热加载防护的多层外壳结构及其制造方法

本发明涉及激光防护，特别是涉及一种用于高强力热加载防护的多层外壳结构及其制造方法。

背景技术：

1、近年来，随着激光技术的快速进步，高能激光武器已成为现代战场上的重要组成部分。与传统武器系统相比，高能激光武器具有反应速度快、精度高、损耗低和难以被探测等显著优势。它们能够在数千米外精确打击目标，瞬间释放大量能量，对敌方装备造成致命损害。这种武器系统的发展，迫切要求提出有效的激光防护解决方案，以保护军事和民用资产免受激光攻击。

2、在激光防护方面，传统的防护手段主要包括反射涂层、吸收材料和隔热层等。反射涂层通过反射激光能量减少目标的损伤，但其效果受到激光波长和入射角的限制。吸收材料能够吸收一部分激光能量，转化为热能，但在高能激光作用下容易过热和损坏。隔热层则旨在减缓热量传递，保护内部结构，但其防护能力有限，且增加了系统的重量和体积。

3、由于高能激光的特性，如高功率密度和能量集中，使得传统防护手段面临巨大挑战。特别是在连续或多次激光照射下，传统材料往往无法提供持久有效的防护。因此，开发新型激光防护技术和材料，能够有效反射、吸收和隔离激光产生的高温，同时具备轻质、高效和耐用等特性，成为激光防护领域的研究重点。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用于高强力热加载防护的多层外壳结构及其制造方法，该结构能有效反射和吸收高能激光，同时具备良好的热隔离性和耐高温性能，以保护内部结构不受激光和热能损伤，适用于多种需要防御高能激光攻击的场合。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种用于高强力热加载防护的多层外壳结构，外壳结构包括由外而内设置的高熵陶瓷层、气凝胶层和高熵合金层，所述气凝胶层介于所述高熵陶瓷层和高熵合金层之间，所述高熵陶瓷层覆于所述气凝胶层的外侧，所述高熵合金层覆于所述气凝胶层的内侧，且所述外壳结构的总厚度为5mm。

3、优选的，所述高熵陶瓷层为所述外壳结构的外层，其结构为高熵陶瓷板，厚度为2.5mm，用于反射和初步吸收激光能量，并提供耐高温和抗磨损的物理保护。

4、优选的，所述气凝胶层为所述外壳结构的中间层，其结构为气凝胶片，厚度为1.0mm，用于隔绝或减缓热量的传递。

5、优选的，所述高熵合金层为所述外壳结构的内层，其结构为高熵合金板，厚度为1.5mm，用于热量的吸收。

6、本发明还提供了一种用于高强力热加载防护的多层外壳结构的制造方法，包括：分别依次制备所述高熵陶瓷板、气凝胶片和高熵合金板，将得到的高熵陶瓷板、气凝胶片和高熵合金层分别按照外层、中间层和内层的顺序进行叠加，随后通过加热及施压复合成型，得到外壳结构。

7、优选的，所述高熵陶瓷板的制备包括：采用传统陶瓷制造方法，通过高温烧结得到厚度为2.5mm的高熵陶瓷板。

8、优选的，所述气凝胶片的制备包括：采用溶胶-凝胶法得到气凝胶，并通过干燥和超临界干燥工艺制备得到厚度为1.0mm的气凝胶片。

9、优选的，所述高熵合金板的制备包括：采用粉末冶金法得到高熵合金，并通过烧结法制备得到厚度为1.5mm的高熵合金板。

10、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

11、本发明提供了一种用于高强力热加载防护的多层外壳结构及其制造方法，该结构能有效反射和吸收高能激光，同时具备良好的热隔离性和耐高温性能，以保护内部结构不受激光和热能损伤，适用于多种需要防御高能激光攻击的场合。

技术特征：

1.一种用于高强力热加载防护的多层外壳结构，其特征在于，外壳结构包括由外而内设置的高熵陶瓷层、气凝胶层和高熵合金层，所述气凝胶层介于所述高熵陶瓷层和高熵合金层之间，所述高熵陶瓷层覆于所述气凝胶层的外侧，所述高熵合金层覆于所述气凝胶层的内侧，且所述外壳结构的总厚度为5mm。

2.根据权利要求1所述的一种用于高强力热加载防护的多层外壳结构，其特征在于，所述高熵陶瓷层为所述外壳结构的外层，其结构为高熵陶瓷板，厚度为2.5mm，用于反射和初步吸收激光能量，并提供耐高温和抗磨损的物理保护。

3.根据权利要求1所述的一种用于高强力热加载防护的多层外壳结构，其特征在于，所述气凝胶层为所述外壳结构的中间层，其结构为气凝胶片，厚度为1.0mm，用于隔绝或减缓热量的传递。

4.根据权利要求1所述的一种用于高强力热加载防护的多层外壳结构，其特征在于，所述高熵合金层为所述外壳结构的内层，其结构为高熵合金板，厚度为1.5mm，用于热量的吸收。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种用于高强力热加载防护的多层外壳结构的制造方法，其特征在于，包括：分别依次制备所述高熵陶瓷板、气凝胶片和高熵合金板，将得到的高熵陶瓷板、气凝胶片和高熵合金层分别按照外层、中间层和内层的顺序进行叠加，随后通过加热及施压复合成型，得到外壳结构。

6.根据权利要求5所述的一种用于高强力热加载防护的多层外壳结构的制造方法，其特征在于，所述高熵陶瓷板的制备包括：采用传统陶瓷制造方法，通过高温烧结得到厚度为2.5mm的高熵陶瓷板。

7.根据权利要求5所述的一种用于高强力热加载防护的多层外壳结构的制造方法，其特征在于，所述气凝胶片的制备包括：采用溶胶-凝胶法得到气凝胶，并通过干燥和超临界干燥工艺制备得到厚度为1.0mm的气凝胶片。

8.根据权利要求5所述的一种用于高强力热加载防护的多层外壳结构的制造方法，其特征在于，所述高熵合金板的制备包括：采用粉末冶金法得到高熵合金，并通过烧结法制备得到厚度为1.5mm的高熵合金板。

技术总结本发明提供了一种用于高强力热加载防护的多层外壳结构及其制造方法，属于激光防护技术领域，外壳结构包括由外而内设置的高熵陶瓷层、气凝胶层和高熵合金层，所述气凝胶层介于所述高熵陶瓷层和高熵合金层之间，所述高熵陶瓷层覆于所述气凝胶层的外侧，所述高熵合金层覆于所述气凝胶层的内侧，且所述外壳结构的总厚度为5mm；其制造方法包括：分别依次制备所述高熵陶瓷板、气凝胶片和高熵合金板，将得到的高熵陶瓷板、气凝胶片和高熵合金层分别按照外层、中间层和内层的顺序进行叠加，随后通过加热及施压复合成型，得到外壳结构。本发明采用上述提供的外壳结构能有效反射和吸收高能激光，同时具备良好的热隔离性和耐高温性能，以保护内部结构不受激光和热能损伤。技术研发人员：李玮洁,李营,洪义强,刘彬,韩译萱受保护的技术使用者：北京理工大学技术研发日：技术公布日：2024/7/18