基于粒子速度对热喷涂层质量的制约作用,根据空气动力学和火箭发动机原理,研制了超音速电弧喷涂、多功能超音速火焰喷涂和低温超音速火焰喷涂技术。超音速电弧喷涂将粒子的速度提高到超音速,远大于普通电弧喷涂的粒子速度,可制备金属、合金及基于管状丝材的复合涂层,涂层均匀致密,孔隙率低,结合强度高,喷涂3Cr13层结合强度超过60MPa,在长效防腐、耐磨强化方面有广泛的应用。以煤油为燃料的多功能超音速火焰喷涂技术能使用氧气、空气及氧气与空气的混合作为助燃剂,同时具备HVOF和HVAF的功能,实现了焰流速度和温度大范围内的连续可调,能满足多种材料的喷涂要求,特别是其制备的碳化物陶瓷涂层,综合机械力学性能和耐磨耐蚀性能好,在机械零部件表面强化领域应用广泛。通过对多功能超音速火焰喷涂焰流的降温处理,在保持焰流超音速特性的同时,可将其温度降至约200℃,形成低温超音速火焰喷涂技术,能制备致密的高分子和无氧化物金属涂层,在耐蚀、导电导热领域有广阔的应用前景。超音速喷涂技术在机械制造、石油化工、水利电力、冶金矿山和装备(设备)维修领域获得了广泛的应用,产生了很大的经济、社会和军事效益。