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超音速火焰喷涂的原理是什么？

利用超音速火焰喷涂技术可以在基体表面地形成高性能涂层。燃料(丙烷)和助燃剂(空气)引入混合室混合，然后输入燃烧室点火燃烧，产生高温高压气体。由于喷嘴的约束，膨胀气体沿着喷嘴出口不断加速，达到超音速。在惰性输送气体(如N2)的输送下，喷射的粉末沿燃烧室的轴向或径向输入火焰流中。粉末被加热并雾化成熔化或半熔化的颗粒，气体的热能和动能被传递给颗粒。颗粒加速后，会撞击预处理过的基底表面。当颗粒与基底碰撞时，伴随着能量转换和变形、颗粒的扩散和结合，并快速冷却，堆叠形成涂层。喷粉送入燃烧室后，在火焰流中会经历四个过程。

(1)在熔化阶段：燃料气体和助燃气体混合后进入燃烧室，燃烧室迅速燃烧并产生大量热量，粉末被加热和喷射，使粉末被加热到接近熔点并处于熔融或半熔融状态。

(2)在雾化阶段：喷射的粉末被火焰流加热到高于熔点的温度，熔融状态的粉末在强气流中雾化形成体积较小的液滴。

(3)距离越远，越小。

(4)在碰撞沉积阶段，中喷涂的粉末在火焰流中飞行，获得热量和能量，在与基底碰撞之前速度较高。同时粒子变形，变平，伴随着动能转化为热能的过程。变形后，颗粒与基体充分接触，传热使热量从变形颗粒迅速传递到基体，变形颗粒发生体积收缩，其中大部分颗粒通过冶金结合、机械结合或混合结合的方式附着在基体表面，少数颗粒与基体碰撞后不附着，而是反弹。喷涂是一个连续的过程，在此过程中，颗粒被加速、加热并碰撞在基底上，颗粒的连续堆积形成涂层。