随着大功率激光器的研制成功,激光武器发展迅速,很快将会应用于实战,将对导弹、卫星、飞行器等高价值装备造成严重威胁。如何对这些装备进行抗激光防护就显得尤为重要,使用抗激光材料则能有效降低来自激光武器的威胁。这就要求一些材料不仅具有较好的抗激光损伤性能,还要求这些材料有足够高的结构强度和稳定性,并具有能在高温下使用的性能。莫来石陶瓷因具有良好的高温力学性能、热膨胀系数低、较低的热导率、优秀的高温抗蠕变特性及优异的化学稳定性能部分,符合抗激光材料对性能的部分要求。但由于莫来石本身的结构原因,强度较低,需要对其增韧,采用硬质相增韧的方法则能有效提高莫来石陶瓷的强度。本课题以氧化铝、二氧化硅、碳化硅和氮化硅为原料,制备力学性能优良,同时又具有较高抗激光损伤阈值的陶瓷基复合材料。通过加入碳化硅和氮化硅硬质相,使用硬质相增韧的方法,采用箱式电阻炉在氮气气氛中成功烧结出具有较好力学性能的陶瓷基复合材料。实验研究了氧化铝与二氧化硅摩尔比,以及氮化硅、碳化硅含量,烧结温度和保温时间对复合陶瓷的制备工艺、结构及性能的影响及陶瓷组成与其激光损伤性能之间的关系。使用飞秒激光器对样品进行了抗激光损伤阈值测试。利用环境扫描电子显微镜观察了样品的脉冲激光损伤形貌,以及抗弯断面的气孔的孔径大小、形状及分布情况。利用X射线衍射分析仪对样品的晶相进行了分析。同时对样品的体积密度、气孔率、吸水率、及力学性能进行了测试分析。研究表明,对于组成中氮化硅摩尔含量为2.44%的陶瓷,采用1600℃的烧结温度、烧结保温时间为3h,氧化铝与二氧化硅摩尔比为3：2时,可以制得到抗激光性能优异的陶瓷,其激光损伤阈值为5.8J/cm2,体积密度为2.65g/cm3,抗弯强度为110MPa,抗压强度为193MPa。当提高氮化硅摩尔含量时,Si3N4含量提高到15%,SiC含量为34%,复合陶瓷的综合性能最佳,其体积密度为2.50g/cm3,抗弯强度为157MPa,抗压强度为290MPa,激光损伤阈值为1.99J/cm2。研究发现,飞秒脉冲激光对材料的主要损伤方式为非热熔化、加热熔化以及热膨胀应力损伤。