在等离子喷涂过程中,飞行粒子的熔化状态及相组成对最终形成涂层的组织结构能够产生重要影响。而羟基磷灰石(HA)涂层的生物及力学性能对其组织结构尤为敏感。本试验选用自行研制的微束等离子喷涂设备和由棒状纳米羟基磷灰石团聚而成的球形HA原始粉末在Ti-6Al-4V基体上制备HA涂层。采用液氮收集不同工艺条件下的飞行粒子,试图得出喷涂距离、喷涂电流、粉末粒径(25-38μm,38-45μm,45-63μm)对飞行粒子熔化状态以及相结构的影响规律。采用扫描电子显微镜观察原始HA粉末和飞行粒子的表面以及截面形貌,并统计飞行粒子粒径分布和熔化程度。通过激光显微拉曼光谱仪获得磷酸基团(PO43-)及羟基基团(OH-1)信息,从而分析飞行粒子微区的相结构。结果 表明,飞行粒子与原始粉末相比,表面更加致密光滑,颗粒分布随喷涂距离增加向小粒径方向移动,且存在粒径小于10μm的小颗粒以及粒径大于65μm的大颗粒。飞行粒子内部的熔化区域与未熔区域存在明显界限,熔化部分结构致密,未熔化部分呈多孔结构。增加喷涂距离、增大喷涂电流以及减小原始粉末粒径,均会不同程度的导致粒子熔化程度的增加。此外,对飞行粒子截面相结构分析表明,熔化区域主要存在非晶相和HA的分解相：不含OH-1的氧磷灰石(OA)和磷酸三钙(TCP),并且非晶相与分解相的含量随着喷涂工艺和粉末粒径的变化而变化。