相比之下，3#涂层相对于1#涂层，受热后表面裂纹明显改善。这是由于其双层结构在受热过程中，上层均匀分散的BN 粉末具有良好的导热作用，可以避免漆膜局部过热，同时也利于热量散发到周围环境，一定程度上缓解热应力，提高了漆膜耐热性。同时，上层玻璃粉加量较多，也能减少粉化现象而且可以使上下两层更好地融合。

2. 2 涂层耐氧炔焰烧蚀实验结果

按照表1 所示配方制备涂层，涂层厚度500 ～600μm，然后用不同温度的氧炔焰模拟激光烧蚀4s。由图2 可以看出，1# 涂层在烧蚀后基体背部未出现明显的变化，而在烧蚀区域周边出现深裂纹。

在2000℃烧蚀后，烧蚀中心形成丘陵（ 见图3） ，而3000℃烧蚀后，丘陵中心形成了凹陷，这是由于配方中ZrO2的作用。ZrO2是一种典型的相变陶瓷，低温稳定相是单斜相，在1000℃左右转变为四方相，2370℃左右相变为立方相，从高温到低温冷却过程中发生反方向相变。从低温到高温，每一次相变都伴随着体积收缩，从高温到低温，每一次相变都伴随着体积膨胀。随着烧蚀区域涂层温度升高，ZrO2发生相变，体积收缩，因此，在烧蚀中心形成丘陵。由于ZrO2的比热和导热系数较小，烧蚀区域周边并没有迅速升温至发生相变，从而导致中心区域周边出现深的沟壑。

2#涂层的烧蚀形貌与1# 极为相似，只是烧蚀区域周边涂层表面卷曲更为严重，这说明碳纤维的加入并未如预期中起到增强的作用，反而加重了涂层的脱落，降低了其附着性能。

3#涂层烧蚀后基体背部未发生明显变化。与1#试样相比，表面炭化发黑严重，并且覆盖一层容易脱落的疏松结构（ 见图6） 。这是由于上层中BN在空气中温度达到800℃以上时发生明显氧化，氧化生成的B2O3在温度达到1 000℃时开始以气态大量挥发，减弱了涂层的防护作用。另一方面，虽然B2O3在材料表面可形成液膜，对氧向材料内部的侵入有一定的阻碍作用，但是据文献报道，B2O3和ZrO2相容性并不好，因此难以很好的起到隔绝氧气的作用。

结合耐温性试验不难发现，BN 的加入对改善涂层性能是一把双刃剑。一方面，BN 涂层能够有效地减少漆膜高温开裂情况，改善涂层的耐温性； 另一方面，BN 又会降低涂层的耐烧蚀性能。故而在实际应用中要综合考虑这两方面的效果，根据具体要求合理确定涂层配方。

2. 3 涂层耐激光烧蚀试验结果

根据氧炔焰模拟激光烧蚀结果，选用1# 涂层与空白钢板进行激光烧蚀，对比结果从而验证该配方涂层的抗激光烧蚀性能。涂层厚度900 ～ 1000μm，辐照参数由表2 给出。

由图7 可以看出空白钢板在激光辐照下，正面和背面均有明显的烧蚀破坏区，而表面涂覆1#涂层的钢板只是正面涂层被激光烧伤，背面并没发现明显变化，说明激光并未穿透涂层而给基材带来损伤，该涂层对激光辐照具有优良的耐受性，有效地起到了保护基材的作用。图8 给出烧蚀过程中空白钢板和带涂层钢板背面温度变化曲线，可以进一步证实涂层抗激光烧蚀效果。图中两条曲线代表烧蚀过程中钢板背面的温度变化情况。空白钢板没有涂层保护，受激光辐照后，温度急速上升，峰值温度达到1387℃，辐照停止后，温度迅速回落； 而对于涂覆1#涂层的钢板，受到激光辐照后温度上升较为缓慢，峰值温度为246℃，在辐照停止后，温度下降速度也比空白钢板缓慢。可以看出涂层具有显着耐烧蚀隔热效果，厚度在900 ～1000μm 范围，在1mm厚30CrMnSiA 钢表面的隔热效果达到1000℃以上。

3 结论

（1） 以有机硅树脂、聚碳硅烷和玻璃粉为黏结剂，添加Al2O3，BN，SiC，ZrO2，SiO2和碳纤维等耐热填料制备了抗激光烧蚀涂层，所制备涂层具有良好的抗激光烧蚀和隔热性能。

（2） 所制备涂层在900 ～ 1000μm 厚度范围内，在531W/cm2 激光功率密度下照射4s，对1mm 厚30CrMnSiA 钢表面的隔热效果达到1000℃以上。

（3） 在1000℃以下的温度段，BN 能有效改善涂层耐热性，减少涂层受热开裂，在1000℃以上的高温热烧蚀阶段，BN 较低的氧化温度导致其被烧蚀表面形成疏松结构，无法起到保护基材的作用；而碳纤维在整个受热温度段均未如期起到对涂层的补强作用，而是增加了涂层受热开裂倾向和涂层的脱落。对抗激光烧蚀起关键作用的是低导热系数的ZrO2。