[发明专利]膨胀定向能量保护

权利要求书

1.一种用于保护下层结构(1001)免受定向能量(108)的方法，所述方法包括：

将膨胀材料(204)与所述下层结构(1001)组合，其中所述膨胀材料(204)形成阻挡层(204a)，以抑制所述定向能量(108)和所述定向能量(108)在所述阻挡层中产生的热量(H)向所述下层结构(1001)的传递。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述定向能量(108)包括电磁辐射(106)，所述电磁辐射(106)包括微波辐射或红外辐射，所述电磁辐射(106)具有大于每平方厘米100毫瓦的强度。

3.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述膨胀材料(204)或所述膨胀材料(108)与所述下层结构(1001)之间的间隙(362)的一个或多个形成所述阻挡层(204a)，其防止所述下层结构(1001)的温度响应于所述定向能量增加超过最大温度上升，其中：

所述最大温度上升是由退化温度减去照射前温度给出的，所述照射前温度包括在所述阻挡层(204a)接收所述定向能量(108)之前所述下层结构(1001)的温度，以及

所述退化温度是所述下层结构(1001)的玻璃化转变温度(Tg)、熔融温度、软化温度或点燃温度。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述膨胀材料(204)响应于吸收所述定向能量(108)而扩展并炭化，以便形成所述阻挡层(204a)，所述阻挡层(204a)包括包含炭化区域(900)的扩展的膨胀材料(204c)。

5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：

确定响应于在没有所述阻挡层(204a)的情况下所述定向能量(108)照射所述下层结构(1001)的所述下层结构(1001)的退化(114)，其包括：

计算被所述定向能量(108)退化的所述下层结构(1001)的分解梯度和厚度；和

确定所述定向能量(108)在所述下层结构(1001)内的渗透；

组合所述下层结构(1001)和入射在多种不同的膨胀材料(204c)上的所述定向能量(108)，评估所述多种不同的膨胀材料(204c)的膨胀行为；和

从所述多种不同的膨胀材料(204c)中选择所述膨胀材料(204)，所述膨胀材料(204)具有使得所述扩展的膨胀材料(204d)防止所述退化(150a)的组成和厚度。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述评估包括测量、确定或获得下列各项中的一项或多项：

响应于所述定向能量(108)，所述多种不同的膨胀材料(204c)的扩展程度和所述多种不同的膨胀材料(204c)的导热率；或者

所述多种不同的膨胀材料(204c)作为所述定向能量(108)的阻挡层(204a)的有效性。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述评估进一步包括确定响应于所述定向能量(108)，所述多种不同的膨胀材料(204c)的物理性质或化学性质中的一个或多个的变化。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，进一步包括将所述膨胀材料(204)与响应于包括微波辐射的所述定向能量(108)的转换材料(350)组合，所述转换材料(350)将所述微波辐射转换为热能(108c)，所述热能(108c)活化所述膨胀材料(204)。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，进一步包括将所述膨胀材料(204)与将所述定向能量(108)反射远离所述下层结构(1001)的反射层(302)组合。

10.用于保护下层结构(1001)免受定向能量(108)的物质组合物(200、300)，其包括：

包括膨胀材料(204)的复合材料(400)，其中所述膨胀材料(204)形成阻挡层(204a)以抑制所述定向能量(108)以及所述定向能量(108)在所述阻挡层(204a)中产生的热量(H)向与所述膨胀材料(204)组合的所述下层结构(1001)的传递。