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传统大气等离子喷涂工艺简单、生产效率高,已广泛应用于表面工程领域的各个方面。但传统大气等离子喷涂层界面结合弱、强度低,面对要求日益苛刻的工作环境,其应用受到了很大限制。于是兴起了冷喷涂、爆炸喷涂、超音速等离子喷涂等方法。超音速等离子喷涂作为针对常规等离子喷涂的些许不足之处而发展的一种新型喷涂技术,具有射流温度高、速度高等特点,使得超音速等离子喷涂工艺对制备温度敏感的陶瓷涂层具有明显优势,在制备易氧化涂层方面也有了新的进展。人们对喷涂过程中粒子的飞行状态、涂层的结合机理等进行了研究,发现超音速等离子喷涂层具有明显优于大气等离子喷涂的优势。课题组制备出一种铝含量超过Cu-Al二元合金共析点(11.8wt%)的高铝青铜,并在合金中加入Ni、Co、Mn等微量元素来提高合金的性能。通过研究发现：该合金组织结构致密,物理、机械等各项性能与过去的铝青铜相比都有了一定程度的提高。为了扩大该材料的适用范围,提高其利用率,采用气雾化法将该合金制备成合金粉体,利用筛分法得到不同粒度的粉体材料。对粉体形貌、性能进行分析测试,发现-400目粉体颗粒形状规则，球形度高，性能良好。选取四种不同粒度的高铝青铜粉体运用超音速等离子喷涂工艺在45号钢表面制备了喷涂层。采用光学显微镜(Optical Microscope)、电子探针显微分析仪(EPMA)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等设备对四种不同粒度的高铝青铜合金涂层的组织结构进行观察分析,并利用Image-Pro Plus、 Jade、Oringin等软件对涂层的孔隙率、物相组成等实验数据进行了分析。结果表明：不同粒度的涂层均呈现层流状现象,这是热喷涂涂层组织的典型特征,高速飞行的熔融粒子在与基体表面或涂层相互撞击成扁平状,扁平状粒子凝固后形成了层流状结构。涂层与基体是以机械结合为主。粗粉制备的涂层孔洞较多,且孔洞尺寸较大。随着粉体粒径的变小,涂层的孔隙率和孔洞尺寸都出现了逐渐降低的趋势。随着粉体粒度的减小,涂层的层流状组织结构也越来越明显。经分析发现涂层的主要物相为α+γ2+β’+K相。采用两种硬度计分别对涂层的宏观硬度和微观硬度进行了测试,利用微机控制电子式万能试验机对不同粒度涂层的结合强度进行了对比试验。结果表明：随着涂层粒度的减小,涂层的硬度有先降低后升高的趋势。-400目粉体制备的涂层硬度值波动较小,硬度值高,平均硬度可达367.5HV。涂层与基体的结合强度同样呈现出先降低后升高的趋势,-400目粉体制备的涂层与基体的结合强度最高,可达25.11N/mm2。