超音速喷枪内煤油和氧气燃烧产生的燃气加速形成的超音速射流,对喷枪送入的粉末加热加速后撞击工件表面形成涂层,优良的涂层性能可增加工件寿命。由于喷枪的不同工艺条件对涂层性能的影响并不独立,故难以定量描述工艺条件对涂层的影响。工艺条件对涂层的影响实际源于不同条件参数会使到达工件的射流温度T_s不同,因此可将射流温度作为中间量,间接分析工艺条件对涂层的影响,然而喷枪产生的高速高温的射流却难以直接测量,为解决此问题本文研究内容如下:1.基于火箭射流动力学对喷枪产生射流温场进行理论分析,并仿真说明,根据理论结果设计了一种间接测量射流内多点温度来获得射流温度分布特点的方法,依此搭建了在线测温系统。实验分析了测温系统测得的射流温度的稳定性。2.分析了实验测得的射流温度并与理论计算比较,结果基本一致,说明了测量方法的可靠性。根据测量方法推导出到达工件的射流温度T_s计算公式,并进行了实验验证。3.通过实验结果分析了得到了工艺条件与射流温度T_s的关系模型,然后分析了射流温度T_s与涂层性能的关系。结果表明当射流温度T_s为489.7℃时,涂层结构孔隙率最小为0.28%,涂层显微硬度最大为HV1233.7。本文设计的射流温度测量方法已得到验证,并初步应用到了实际过程中涂层性能优化中,对超音速喷涂工艺可提供参考。