CN107708877B - 成膜方法以及成膜装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种成膜方法等，其能够在冷喷涂法中抑制材料的粉末被过度加热的同时，将材料的粉末高速地喷射出。该成膜方法通过将材料的粉末以保持固相的状态喷涂到基材的表面上并使其堆积来形成被膜，且包括：混合距离调节工序，其根据材料的粉末的种类，来调节通路的直径最小的位置与混合位置之间的距离，通路形成于喷管的内部，并从基端部朝向前端部缩径后再扩径，混合位置是将导入到喷管中的材料的粉末与气体混合的位置；喷射工序，其将材料的粉末和气体在混合位置混合并导入到喷管中，使其朝向最小的位置加速，并将材料的粉末和气体从喷管的前端部喷射出；以及喷涂工序，其将从前端部喷射出的材料的粉末和气体喷涂到基材上。

Description

成膜方法以及成膜装置

技术领域

本发明涉及一种基于冷喷涂法(cold spray)的成膜方法以及成膜装置。

背景技术

近年来，作为一种金属被膜的形成方法，公知有冷喷涂法(例如参照专利文献1)。冷喷涂法是指这样一种成膜方法，即，将金属被膜的材料的粉末与在该粉末的熔点或软化点以下的经过加热的气体(空气或惰性气体)一起从喷管喷射出，使其在保持固相的状态下与基材撞击，从而堆积在基材的表面。在冷喷涂法中，因为在比热喷涂法低的温度下进行加工，所以能够获得未发生相变且氧化得到抑制的金属被膜。而且，还能够缓和热应力的影响。再者，在基材以及被膜的材料均为金属的情况下，在材料的粉末与基材(或之前形成的被膜)撞击时，在粉末与基材之间产生塑性变形，获得锚固效应(Anchor Effect)，并且彼此间的氧化被膜被破坏，新生面彼此间发生金属键合，因此能够获得附着强度高的被膜。

通常，在基于这样的冷喷涂法的成膜装置中，将材料的粉末与高压气体进行混合的气体粉末混合室设置于喷管的上游侧。在此气体粉末混合室中，将分别从不同的系统供给的粉末和高压气体进行混合，通过高压气体的气体压力而将粉末从喷管的前端喷射出。

专利文献1：日本特开2008-302311号公报

发明内容

已知，为了提高金属被膜的附着强度，只要使粉末的喷射速度高速化即可。一般而言，为了使粉末的喷射速度高速化，会提高与粉末一起喷射的气体的温度以及增大该气体的压力。然而，这样一来会产生下述问题，即，若过于提高气体的温度，则粉末会被过度加热而易于氧化，从而因氧化后的粉末堆积而导致金属被膜的品质变差。

而且，在熔点较低的金属作为材料的情况下，若过度提高气体的温度，则粉末变得过软，又或者粉末熔化，在粉末通过喷管内的期间会附着于喷管的内壁而使喷管容易堵塞。因此，在这种情况下，通过提升气体温度来提高粉末的喷射速度是不可行的。

再者，若过度提高气体的温度，则被粉末撞击的基材也因温度变高而软化，粉末所撞击的部分会被损耗掉。例如，粉末的熔点虽较高，但若要使气体的温度升高来使粉末的喷射速度高速化，则被加热到高温的粉末会与基材撞击，从而导致基材损耗。特别是在相对于粉末的熔点而基材的熔点较低的情况下，可能会产生这种现象。因此，将气体温度升高到基材会软化的温度以上来提高喷射速度是不可行的。

基于上述理由，为了形成具有较高的附着强度以及高品质的金属被膜，最好是在使粉末的喷射速度高速化的同时抑制对粉末的过度加热。

本发明是鉴于上述情况而完成的，目的在于提供能够在冷喷涂法中使材料的粉末的喷射速度高速化的同时抑制对粉末的过度加热的成膜方法以及成膜装置。

为了解决上述问题并实现上述目的，本发明涉及的成膜方法通过将材料的粉末以保持固相的状态喷涂到基材的表面上并使其堆积来形成被膜，其中，上述成膜方法包括：混合距离调节工序，其根据上述材料的粉末的种类，来调节通路的直径最小的位置与混合位置之间的距离，上述通路形成于喷管的内部，并从基端部朝向前端部缩径后再扩径，上述混合位置是将导入到上述喷管中的上述材料的粉末与气体混合的位置；喷射工序，其将上述材料的粉末和上述气体在上述混合位置混合并导入到上述喷管中，使其朝向上述最小的位置加速，并将上述材料的粉末和上述气体从上述喷管的上述前端部喷射出；以及喷涂工序，其将从上述前端部喷射出的上述材料的粉末和上述气体喷涂到上述基材上。

在上述成膜方法中，在上述混合距离调节工序中，上述材料的粉末的熔点越低，就使上述距离越短。

本发明涉及的成膜装置通过将材料的粉末以保持固相的状态喷涂到基材的表面上并使其堆积来形成被膜，其中，上述成膜装置具备：混合室，其用于将上述材料的粉末与气体混合；喷管，其在基端部与上述混合室连通，在其内部设置有从该基端部朝向前端部缩径后再扩径的通路，并且用于将在上述混合室混合后的上述材料的粉末和上述气体从上述前端部喷射出；粉末供给管，其用于将上述材料的粉末供给到上述混合室；以及气体供给管，其用于将上述气体供给到上述混合室，上述成膜装置能够对上述通路的内径最小的位置、与上述材料的粉末和上述气体相互混合的混合位置之间的距离进行调节。

在上述成膜装置中，上述粉末供给管设置成，使喷出上述材料的粉末的前端从上述混合室的后端侧朝向上述喷管侧伸出，上述粉末供给管的上述前端的伸出量能够变更。

在上述成膜装置中，上述粉末供给管设置成，使喷出上述材料的粉末的前端从上述混合室的后端侧朝向上述喷管侧伸出，上述成膜装置具备能够构成上述混合室的、高度不同的多个筒状部件，通过将上述多个筒状部件的其中一个与上述喷管的上述基端部连结，来构成上述混合室。

在上述成膜装置中，上述混合室由筒状部件构成，所述筒状部件与上述喷管的上述基端部连结、且沿侧面的长度方向设置有多个粉末供给口，通过将上述粉末供给管与上述多个粉末供给口的其中一个连接，来改变上述距离。

根据本发明，由于对将材料的粉末和气体混合的混合位置、与将该粉末和气体一起喷射出的喷管的前端部之间的距离，根据材料的粉末的种类来进行调节，所以能够在材料的粉末与气体接触而被过度加热之前，将粉末从喷管喷射出。因此，能够在使材料的粉末的喷射速度高速化的同时抑制过度加热，并抑制该粉末的氧化，从而能够形成具有较高的附着强度以及高品质的金属被膜。而且，由于能够抑制因对粉末过度加热而导致的粉末的软化或熔融化等，所以也能够抑制粉末附着于喷管的内壁而致使喷管堵塞。再者，由于还能够抑制由粉末被过度加热而引起的基材软化，所以还能够抑制喷涂粉末时的基材损耗。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式涉及的成膜装置的结构的示意图。

图2是放大地表示图1所示喷枪的内部的截面图。

图3是表示对图2所示喷枪变更了混合距离的情况的截面图。

图4是表示本发明的实施方式涉及的成膜方法的流程图。

图5是表示材料的粉末的温度以及速度与混合距离之间的关系的图表。

图6是用于说明混合距离的下限值的截面图。

图7是表示喷管的中心轴上的气体的流速(理论值)的图表。

图8是表示本发明的实施方式的变形例1涉及的成膜装置的一部分的截面图。

图9是表示本发明的实施方式的变形例2涉及的成膜装置的一部分的截面图。

图10是用于说明测量剥离强度时所使用的简易抗拉试验法的示意图。

图11是表示实施例中的剥离强度的实测值的图表。

符号说明

1 成膜装置

2 气体加热器

3 粉末供给装置

4、4A、4B 喷枪

5 喷管

5a 渐缩部

5b 喉部

5c 渐扩部

5d 通路

6、7 阀

8 气体供给管

10、20、30 气体粉末混合室

11、31 气体室

12、32 粉末供给室

12a 前端面

13 粉末供给管支持部

13a 气体通过口

14 温度传感器

15 压力传感器

34 密封栓

35 分隔部件

40 测试件(test piece)

41 铜基材

42 铝被膜

43 铝销

44 粘合剂

45 固定台

46 通孔

100 基材

101 被膜

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行详细说明。需要说明的是，并不通过以下实施方式来限定本发明。另外，在以下说明中参照的各附图仅是以能够理解本发明的内容的程度简要示出形状、大小以及位置关系。即，本发明不限于各附图所例示的形状、大小以及位置关系。

实施方式

图1是表示本发明的实施方式涉及的成膜装置的结构的示意图。如图1所示，本实施方式涉及的成膜装置1，其是基于冷喷涂法的成膜装置，具备：气体加热器2，其加热高压气体(压缩气体)；粉末供给装置3，其容纳成膜材料的粉末，并供给到喷枪4；喷枪4，其将经过加热的高压气体与粉末混合，并导入到喷管5；阀6、7，其分别调节针对气体加热器2和粉末供给装置3的高压气体的供给量；以及气体供给管8，其将气体从气体加热器2供给到喷枪4。喷枪4包括：喷管5，其将粉末与高压气体一起喷射出；以及粉末供给管12，其将粉末供给到该喷枪4。

使用廉价的空气或者氦气、氮气等惰性气体，来作为高压气体。被供给到气体加热器2的高压气体在被加热到比材料的粉末的熔点低的范围内的温度之后，经由气体供给管8而导入喷枪4。高压气体的加热温度优选为150～900℃。

另一方面，被供给到粉末供给装置3的高压气体将粉末供给装置3内的粉末，经由粉末供给管12供给到喷枪4，以使其具有规定的吐出量。

从气体加热器2供给到喷枪4的高压气体在喷枪4中，与从粉末供给装置3供给的粉末和高压气体混合，经过喷管5而成为超音速流并被喷射出。具体而言，当高压气体为150～900℃的空气或氮气时，在喉部5b处的流速约为310～600m/s。此外，当高压气体为150～900℃的氦气时，在喉部5b处的流速约为870～1630m/s。而喷管5的出口附近的气体的流速根据渐扩部5c的形状而不同。更详细地，渐扩部5c的出口侧的截面积与喉部5b的截面积之比(出口侧的截面积/喉部的截面积)越大，出口附近的流速则越快。

此时的高压气体的压力优选设为0.3～5MPa左右。这是因为，通过将高压气体的压力调整到这种程度，能够实现被膜101与基材100的附着强度的提高。更优选地，以3～5MPa左右的压力进行处理。

在这样的成膜装置1中，将基材100朝向喷枪4配置，并且将材料(金属或合金)的粉末投入到粉末供给装置3中，开始对气体加热器2和粉末供给装置3供给高压气体。由此，供给到喷枪4的粉末被投入到该高压气体的超音速流中而被加速，并从喷管5喷射出。该粉末在保持固相的状态下以高速撞击基材100并堆积，从而形成被膜101。

图2和图3是放大地表示图1所示喷枪4的内部的截面图。如图2所示，喷枪4具备：气体粉末混合室10，其与喷管5的基端部连结；气体室11，其填充有要向气体粉末混合室10导入的高压气体；粉末供给管12，其将粉末供给到气体粉末混合室10；粉末供给管支承部13，其设置于气体粉末混合室10与气体室11之间的交界处；温度传感器14和压力传感器15，其设置于气体室11内。粉末供给管支承部13中设置有至少一个将气体粉末混合室10与气体室11连通的气体通过口13a。

喷管5是通常所说的拉瓦尔喷管(Laval nozzle)，其内部设置有在基端部与气体粉末混合室10连通的通路5d，且包括下述部件：渐缩部5a，其中通路5d从基端部朝向前端部缩径；喉部5b，其为通路5d的直径最小的部分；以及渐扩部5c，其中通路5d从喉部5b朝向前端部扩径。

气体粉末混合室10是由两端开口的筒状部件形成、且从气体室11供给的高压气体与从粉末供给管12供给的粉末在其中混合的混合室。更详细地，从粉末供给管12的前端喷出的粉末与从气体室11经气体通过口13a而被导入的高压气体，在该粉末供给管12的前端部混合。以下，将粉末供给管12的粉末的出射口即前端面12a的位置称为混合位置。与高压气体混合后的粉末由于该高压气体的压力而被导入到喷管5中，并经过喷管5而被加速。

气体室11中从气体加热器2经气体供给管8而导入有经过加热的高压气体。气体室11内的压力通常被维持在0.3～5MPa左右。基于该气体室11内与气体粉末混合室10内之间的压力差，高压气体被导入到气体粉末混合室10中。

粉末供给管12配置成，贯穿气体室11，且沿着气体粉末混合室10和喷管5的长度方向，使前端向喷管5侧伸出。粉末供给管12的伸出长度是可变更的。例如，图2示出了抑制粉末供给管12的伸出长度，配置成粉末供给管12的前端面12a止于气体粉末混合室10的基端部附近的情况，而图3示出了使粉末供给管12伸出到喷管5的渐缩部5a内的情况。这样，通过变更粉末供给管12的伸出长度，能够调节前端面12a的位置即混合位置与喉部5b的位置之间的距离。以下，将混合位置与喉部位置之间的距离，称为混合距离。图2中设混合距离为X1，图3中设混合距离为X2(X2＜X1)。

需要说明的是，当将粉末供给管12的伸出长度拉长时(参照图3)，为了使粉末供给管12的前端部的位置稳定，也可以将粉末供给管支承部13设置于气体粉末混合室10内部。或者，也可以在粉末供给管支承部13之外，在气体粉末混合室10内另设用于支承粉末供给管12的前端部的部件。

接下来，对本发明的实施方式涉及的成膜方法进行说明。图4是表示本发明的实施方式涉及的成膜方法的流程图。需要说明的是，在开始成膜之前，事先将要形成被膜101的基材100配置于喷管5的喷射方向的规定位置，并且事先在粉末供给装置3中投入被膜101的材料的粉末。

首先，在工序S1中，根据材料的粉末的种类，对混合距离进行调节。在本实施方式中，通过变更粉末供给管12从气体室11伸出的长度，来调节混合距离。

混合距离可根据熔点等材料自身的特性、材料的粉末的直径、高压气体的温度以及压力等来决定。作为具体示例，由于材料的熔点越低则越容易受热软化，所以优选使混合距离越短。此外，材料越容易氧化，优选使混合距离越短。此外，由于材料的粉末的直径越小，则表面积与体积之比越大，越容易被加热，所以优选使混合距离越短。此外，高压气体的温度提高得越高，优选使混合距离越短。

接着在工序S2中，打开阀6和阀7，开始经由气体加热器2向气体室11供给高压气体，并且开始向粉末供给装置3供给高压气体。

接着在工序S3中，将材料的粉末与高压气体混合并导入到喷管5中，加速并喷射出。更详细地，开始从粉末供给装置3向气体粉末混合室10供给材料的粉末。由此，材料的粉末与高压气体在气体粉末混合室10的混合位置被混合。材料的粉末与高压气体流一起被导入到喷管5，从渐缩部5a朝向喉部5b被加速。于是，高压气体在喉部5b达到音速，在渐扩部5c进一步成为超音速，使材料的粉末加速并从喷管5的前端喷射出。

接着在工序S4中，将从喷管5的前端喷射出的材料的粉末喷涂到基材100上并使其堆积。通过将该工序S4在基材100上所期望的区域持续进行所期望的时间，能够获得所期望的厚度的被膜101。

接下来，对图2和图3所示喷枪4中的混合距离进行详细说明。在本实施方式中，是通过调节粉末供给管12从气体室11伸出的量，来改变从材料的粉末与高压气体混合之后直到通过喉部5b为止的混合距离X。理由如下。

在冷喷涂法中，是通过将材料的粉末在保持固相的状态下使其与基材100撞击并堆积，来形成被膜101。撞击时，粉末与基材100之间发生塑性变形而获得锚固效应，并且彼此的氧化被膜都被破坏，新生面彼此间发生金属键合。因此，优选将材料的粉末加速到高速后喷涂到基材100上。

为了将材料的粉末加速到高速，通常在提高与材料的粉末一同被喷射的高压气体的压力的同时，对其进行加热。另一方面，为了形成附着强度高且致密的被膜，需要防止材料的粉末的氧化。此外，还需要防止由于过度的加热而导致粉末附着在喷管内壁或者粉末熔化。为此，最好不要过度加热材料的粉末。

因此，在本实施方式中，采用下述结构：通过使喷枪4中混合距离可变，而能够调节材料的粉末与经过加热的高压气体接触的时间。也即是说，通过使混合距离根据材料的粉末的种类或高压气体的温度等的条件而变化，来调整材料的粉末与高压气体接触的时间。由此，能够抑制材料的粉末被过度加热，因此能够使高压气体更高温化，从而将材料的粉末加速到高速。

图5是表示从喷管5的前端喷射出的粉末的温度(实线)以及速度(虚线)与混合距离之间的关系的图表。该图表是通过进行模拟而获得的在将材料的粉末设为铝(熔点约660℃，导热率237W/m·K)并使混合距离在24mm～157mm范围内变化时的粉末的温度以及速度。需要说明的是，混合距离157mm为图2所示喷枪4中的最大值。

如图5所示，在混合距离24mm～157mm范围内，即便使混合距离改变，粉末的速度也几乎不会改变。而可知在铝的情况下，当混合距离在约120mm以下的范围时，混合距离越短，粉末的温度上升越是受到抑制。

接下来，对混合距离的下限值进行说明。图6是用于说明混合距离的下限值的截面图，示出了图2和图3所示喷管5的前端部附近。如图6所示，设粉末供给管12的外径为D₁，粉末供给管12的前端面12a的位置处喷管5的内径(通路5d的直径)为D₂，且喉部5b处喷管5的内径为D₃。此外，在喷管5的长度方向，设粉末供给管12的先端面12a为基准位置(x＝0)，且设从该基准位置朝向喷管5的前端的方向为X方向。

在这种情况下，在基准位置(x＝0)处的、高压气体能够通过的截面的面积A_x＝0由下面的式(1)给出。

此外，喉部5b的截面积A_x＝X由下面的式(2)给出。

图7是表示喷管5的中心轴上的气体的流速(理论值)的图表。图7中，横轴表示中心轴上距基准位置(x＝0)的距离，纵轴表示高压气体的流速(马赫数)。

图7的实线表示在高压气体能够通过的截面的面积A_x＝0比喉部5b的截面积A_x＝X大的情况下(A_x＝0＞A_x＝X)高压气体的流速。在这种情况下，高压气体在以零流速进入喷管5的渐缩部5a之后，逐渐被加速，并在截面积最狭小的喉部5b达到音速(马赫1)。之后，高压气体在渐扩部5c进一步被加速，成为超音速而从喷管5的前端喷射出。

另一方面，图7的虚线表示在高压气体能够通过的截面的面积A_x＝0比喉部5b的截面积A_x＝X小的情况下(A_x＝0＜A_x＝X)的情况下，即粉末供给管12的前端面12a接近喉部5b的情况下的高压气体的流速。在这种情况下，在喉部5b前的渐缩部5a中，气体的流速超过音速，并产生冲击波。

然而，渐缩部5a采用了适于亚音速流的的设计，因此由于超音速的气体通过渐缩部5a，会受到在渐缩部5a的壁面产生的斜冲击波的影响。因为冲击波不是等熵流，所以由于这一来自壁面的影响，气体流所具有的能量产生损失。其结果是，如图7所示，气体被减速。

因此，为了不使气体流减速，必须满足高压气体能够通过的截面的面积A_x＝0比喉部5b的截面积A_x＝X大的条件(A_x＝0＞A_x＝X)。只要将混合距离X设定成满足该条件即可。

变形例1

图8是表示本发明的实施方式的变形例1涉及的成膜装置的一部分的截面图。本变形例1涉及的成膜装置替代图2所示喷枪4，而具备图8所示喷枪4A。喷枪4A以外的成膜装置的各部分的结构与上述实施方式相同。

图8所示喷枪4A替代图2所示喷枪4所具备的气体粉末混合室10，而具备气体粉末混合室20。气体粉末混合室20以外的喷枪4A的各部分的结构与上述实施方式相同。

本变形例1涉及的成膜装置具备能够构成气体粉末混合室20的、高度不同的多个筒状部件。通过将这些筒状部件的其中一个与气体室11和喷管5的基端部连结，来构成气体粉末混合室20。通过将用来作为气体粉末混合室20的筒状部件更换为高度不同的另外的筒状部件，能够改变粉末供给管12的前端面12a的位置即混合位置与喉部5b的位置之间的混合距离X。

变形例2

图9是表示本发明的实施方式的变形例2涉及的成膜装置的一部分的截面图。本变形例2涉及的成膜装置替代图2所示喷枪4，而具备图9所示喷枪4B。喷枪4B以外的成膜装置的各部分的结构与上述实施方式相同。

图9所示喷枪4B替代图2所示气体粉末混合室10、气体室11和粉末供给管12，而具备气体粉末混合室30、气体室31和粉末供给管32。气体粉末混合室30、气体室31和粉末供给管32以外的喷枪4B的各部分的结构与上述实施方式相同。

气体粉末混合室30由筒状部件构成，在其侧面沿长度方向形成有多个通孔33A、33B、33C。粉末供给管32以能够变更的方式与这些通孔33A、33B、33C的其中一个连接。图9示出了粉末供给管32与距离喷管5最近的通孔33A连接的情况。未连接粉末供给管32的通孔33B、33C中为了防止高压气体和粉末漏出而插入有密封栓34。粉末供给管32的前端部在气体粉末混合室30的中心轴附近，以使喷射方向与喷管5的长度方向平行的方式弯曲。

对气体室31经由气体供给管8而仅供给高压气体。该高压气体经由设置于将气体室31与气体粉末混合室30分隔的分隔部件35上的至少一个气体通过口35a，而被导入到气体粉末混合室30。

对于这样的喷枪4B，若在向气体室31供给高压气体的同时，向粉末供给管32供给材料的粉末，则在连接粉末供给管32的通孔33A的附近，材料的粉末与高压气体被混合。也即是说，该通孔33A的中心轴与包含喉部5b的面之间的距离为混合距离X。在这样的喷枪4B中，通过变更用来连接粉末供给管32的通孔33A、33B、33C，能够改变混合距离X。

实施例

在上述实施方式涉及的成膜装置1中，进行了在铜基材上形成铝被膜的实验。

实验条件

使用平均粒径约为30μm的大致球形的铝粉末，来作为材料的粉末。而且，作为高压气体，将氮气气体加热到450℃并加压到5MPa，而后导入气体室11。关于混合距离X，沿X方向调节粉末供给管12的位置，设定为24mm、54mm、157mm这三种。

评价

制备在50mm×50mm×1.5mm的铜基材上形成了500μm的铝被膜的测试件，并测量从该测试件剥离铝被膜时的剥离强度。

图10是用于说明测量剥离强度时所使用的简易抗拉试验法的示意图。如图10所示，在于铜基材41上形成了铝被膜42的测试件40的铝被膜42侧，使用粘合剂44固定铝销43。接着，在设置有通孔46的固定台45上，使铝销43插通通孔46地进行安装，将铝销43向下方牵拉，将铝被膜42与铜基材41剥离时的拉力作为剥离强度进行评价。

结果

图11是表示剥离强度的实测值的图表。需要说明的是，与之前所示图5进行对照可知，当混合距离为157mm时，粉末的温度上升到450℃附近。而当混合距离为54mm时，粉末的温度止于150℃附近，当混合距离为24mm时，粉末的温度止于60℃附近。如图11所示可知，通过缩短混合距离，剥离强度会显著增加。

如上所述，根据本实施方式，通过改变混合距离，能够在将从喷管喷射出的材料的粉末以及气体的速度维持在高速的同时，防止材料的粉末被过度加热。由此，能够抑制材料的粉末的软化或氧化，因而能够使堆积在基材上的被膜的剥离强度增加，并制作致密且高品质的被膜。

Claims (6)

1.一种成膜方法，其通过将材料的粉末以保持固相的状态喷涂到基材的表面上并使其堆积来形成被膜，其特征在于，包括：

混合距离调节工序，其根据所述材料的粉末的种类，来调节通路的直径最小的位置与混合位置之间的距离，所述通路形成于喷管的内部，并从基端部朝向前端部缩径后再扩径，所述混合位置是将导入到所述喷管中的所述材料的粉末与气体混合的位置；

喷射工序，其将所述材料的粉末和所述气体在所述混合位置混合并导入到所述喷管中，使其朝向所述直径最小的位置加速，并将所述材料的粉末和所述气体从所述喷管的所述前端部喷射出；以及

喷涂工序，其将从所述前端部喷射出的所述材料的粉末和所述气体喷涂到所述基材上，

所述混合位置是能够在所述直径最小的位置与混合室的基端部之间的范围内进行调节的，其中，所述混合室在所述喷管的基端部与所述喷管连通，所述混合室的基端部是与所述喷管的基端部连接的端部的相反侧的端部。

2.根据权利要求1所述的成膜方法，其特征在于：

在所述混合距离调节工序中，所述材料的粉末的熔点越低，就使所述距离越短。

3.一种成膜装置，其通过将材料的粉末以保持固相的状态喷涂到基材的表面上并使其堆积来形成被膜，其特征在于：

所述成膜装置具备：

混合室，其用于将所述材料的粉末与气体混合；

喷管，其在基端部与所述混合室连通，在其内部设置有从该基端部朝向前端部缩径后再扩径的通路，并且用于将在所述混合室混合后的所述材料的粉末和所述气体从所述前端部喷射出；

粉末供给管，其用于将所述材料的粉末供给到所述混合室；以及

气体供给管，其用于将所述气体供给到所述混合室，

所述成膜装置能够对所述通路的直径最小的位置、与将所述材料的粉末和所述气体相互混合的混合位置之间的距离进行调节，

所述混合位置是能够在所述直径最小的位置与所述混合室的基端部之间的范围内进行调节的，其中，所述混合室的基端部是与所述喷管的基端部连接的端部的相反侧的端部。

4.根据权利要求3所述的成膜装置，其特征在于：

所述粉末供给管设置成，使喷出所述材料的粉末的前端从所述混合室的后端侧朝向所述喷管侧伸出，

所述粉末供给管的所述前端的伸出量能够变更。

5.根据权利要求3所述的成膜装置，其特征在于：

所述粉末供给管设置成，使喷出所述材料的粉末的前端从所述混合室的后端侧朝向所述喷管侧伸出，

所述成膜装置具备能够构成所述混合室的、高度不同的多个筒状部件，

通过将所述多个筒状部件的其中一个与所述喷管的所述基端部连结，来构成所述混合室。

6.根据权利要求3所述的成膜装置，其特征在于：

所述混合室由筒状部件构成，所述筒状部件与所述喷管的所述基端部连结、且沿侧面的长度方向设置有多个粉末供给口，

通过将所述粉末供给管与所述多个粉末供给口的其中一个连接，来改变所述距离。

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