JP5184347B2

JP5184347B2 - ガスダイナミックコーティング装置およびコーティング方法

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Publication number: JP5184347B2
Application number: JP2008512240A
Authority: JP
Inventors: カシーリン，アレクサンドル・イヴァーノヴィッチ; クリューエフ，オレーグ・フェドロヴィッチ; シェコードキン，アレクサンドル・ヴィクトロヴィッチ
Original assignee: Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostiju Obninsky Tsentr Poroshkovogo Napyleniya
Current assignee: Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostiju Obninsky Tsentr Poroshkovogo Napyleniya
Priority date: 2005-05-20
Filing date: 2006-03-15
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2026-03-15
Also published as: EA200702536A1; EP1888803A4; CN101208447A; CN100572584C; EP1888803A1; JP2008540115A; WO2006123965A1; RU2288970C1; EP1888803B1; EA011084B1

Description

本発明は表面に被覆を施す技術、特に無機粉末を用いて被覆を施すガスダイナミックコーティング方法に関するものである。この方法は、機械工学の様々な分野で利用することができ、特に金属部品の形状および寸法の修復、または不透過性、耐食性、耐熱性、もしくはその他の特性を向上させるべく、金属部品の製造および修理に利用することができる。

背景技術
ガスダイナミックスプレー法は、固体微粒子の高速ジェットを用いた基板処理によって金属被覆および合金−セラミック混合被覆を形成するための効果的な技術である。これらの方法では、ドラグ（drag）効果によって粒子が高速気流中で加速される。粒子加速には、可燃性ガスではなく圧縮ガス、主に空気のみが用いられる。

被覆を施す方法および装置は、当該技術分野において公知である［１９９４年発行の米国特許第５，３０２，４１４号］。この方法では、金属粉末を圧縮ガス流に導入し、超音速ノズル（ドラバル型ノズル）内でガス−粉末混合物を加速し、加速された粉末粒子を基板に向けることによって、被覆が施される。加速された粒子は、基板表面に接着するのに十分な運動エネルギーを持って基板に衝突する。被覆は、１〜５０ミクロンの粒子サイズを有する粉末粒子で形成される。粉末粒子は基板への衝突に先立って溶解することも軟化し始めることもなく、その運動エネルギーが十分な機械的変形に変換されると基板に接着する。

この方法および装置の改良［２０００年発行の米国特許第６，１３９，９１３号および２００１年発行の米国特許第６，２８３，３８６号］には、最大１０６ミクロンの粒子サイズを有する粒子による被覆の形成を可能にするガス流断面の適切な選択が含まれる。

これらの方法の主な欠点は、ラバルノズルスロートを通過する前に、粉末が加熱された圧縮ガス流中に噴射されることである。加熱された主ガス流（ガスストリーム）は高圧であるため、粉末の噴射には、高価で複雑な高圧粉末送出（粉末供給）システムが必要である。粉末粒子と加熱された主ガスの両方がノズルのスロートを通過しなければならず、粒子が発散部分およびノズルスロートの壁に固着してノズルを詰まらせることが多い。このため、システムを完全に停止してノズルを洗浄しなければならない。その結果、粒子の軟化およびノズル壁への粒子の固着が生じないように、ガス温度を十分に低くしなければならなくなる。この温度は効果的な被覆にとって不十分である場合が多い。さらに、硬質粒子を含む粉末を用いた場合、ノズルスロートにかなりの摩耗が生じてノズルが早期に破損する。

先行技術のさらなるコーティング方法［２００４年発行の米国特許第６，７５６，０７３号、２００１年のロシア特許第２２０５８９７号、１９９７年のロシア特許第２１００４７４号、２００２年発行の米国特許第６，４０２，０５０］は、これらの欠点を免れている。これらの発明では超音速ノズルが用いられており、予熱した圧縮ガスがこのノズルに供給される。このガスが、ノズルの収束部分、スロート、および発散部分を通過するとき、ノズルで加速され超音速流を形成する。ノズルスロートに続くポイント（スロートの下流）で、粉末粒子が超音速流中に導入される。粉末粒子は超音速ガス流によって加速され、ベース（基板）の表面に向けられる。

これらの方法では、粉末粒子はノズルスロートを通過しない。これにより、粒子がノズル壁に固着してノズルスロートを詰まらせたり塞いだりすることを心配することなく、ガス温度を上げることが可能になる。粉末粒子を加速するガス流の速度はガス温度の平方根に概ね比例するため、ガス温度が上がると、ノズル中の粉末粒子が到達する速度が増し、その結果、衝突時に粉末粒子が基板表面に接着する確率が高まる。このようにして粒子の堆積効率を高めることが可能となってきた。

しかし、粉末がノズルスロートの下流でのみ導入されることに基因して、粉末粒子加速に使用できるノズル部分の全長が大幅に短くなる。加速距離が短くなると、ガス温度の上昇によって達成し得る筈の被覆の堆積効率の伸びが抑えられる。

クレームで請求される解決手段に最も類似しているのが、２００４年のカナダ特許第２２７０２６０号で公表されている装置および方法である。この装置は、圧縮ガス加熱器と、圧縮ガス加熱器に直接連結され、ノズルの収束部分と発散部分の間に位置するスロートを含む超音速ノズル（ラバルノズル）と、ノズルに粉末を供給するためのユニットとを含んでおり、粉末はノズルスロートの下流でノズルに導入（噴射）される。

この装置においては、粉末粒子はノズルスロートを通過しないため、その壁を摩耗させることがない。これにより、硬質セラミック粒子を含む粉末を用いることが可能になる。さらに、（スロートの下流に位置する）超音速部分におけるガス温度は（スロートの前方に位置する）亜音速部およびノズルスロートにおけるよりもはるかに低いため、装置は、ノズル壁に固着する粒子によってノズルを詰まらせることなく圧縮ガス温度を上げることができる。

それにもかかわらず、粉末噴射点がノズルスロートの下流に移される（すなわち、ノズルの前方ではなくノズルの内部に粉末が導入される）ことが原因で、粒子加速に利用できるノズル部の長さが短くなる。その結果、最終的な粉末粒子速度が下がり、スプレー粉末の堆積効率が低下する。

発明の概要
本発明の目的は、圧縮ガスの温度を高め、硬質粒子を含む粉末を使用することの可能性を保存しながら、スプレー粉末の堆積効率を向上させることである。

所定の目的は、圧縮ガス加熱器と、ガス加熱器に直接連結され、収束部分と発散部分の間に位置するスロートを有する超音速ノズル（ラバルノズル）と、粉末をノズルに供給するためのユニットとを備える、ガスダイナミックコーティングのための先行技術の装置において、粉末噴射コンポーネントがノズルスロートの下流に配置されており、粉末をノズルに供給するためのユニットが、導管を介して１種以上の粉末をノズルに噴射するためのコンポーネントに連結されている１以上の粉末供給装置を備え、そして粉末噴射コンポーネントの下流に位置し、粉末を加速するためのノズル部分が、次式：
０．０１５＜Ｂ・（Ｓｏｕｔ／Ｓｉｎｊ−１）／Ｌ＜０．０３
（式中、Ｓｏｕｔは、出口におけるノズル断面積であり、
Ｓｉｎｊは、粉末噴射コンポーネントの位置におけるノズル断面積であり、
Ｌは、粉末を加速するためのノズル部分の長さであり、
Ｂは、粉末噴射コンポーネントの位置におけるノズル断面の最小寸法である）
の関係を満たすパラメータを有するように構成されている事実によって達成される。

処理される表面の形状および組成、ならびに被覆時に遂行すべき作業に応じて、ノズルは円形または矩形の断面を有することができる。

装置の具体的な適用に便宜であるために、粉末を加速するためのノズル部分（加速部分）を取り換え可能な要素として構成することができる。この場合、このノズル部分は連続的に発散するか、１以上の円筒区域を有することができる。粉末をノズルに噴射するためのコンポーネントを、ノズル壁におけるオリフィスとして、あるいはスロートの（後方の）下流に位置する出口を備えるノズルスロートを通る管の形態で構成することができる。これにより、粉末を噴射するための２つ以上のコンポーネントを、ノズルスロートから等距離をおいたところでの粉末供給を確保するように構成することができる。

スプレーされる粉末の組成を容易に変更できるように、各供給装置を、粉末をノズルに噴射するためのコンポーネントに連結することができる。構成を簡略化するために、２つ以上の供給装置を、粉末をノズルに噴射するための同一のコンポーネントに連結することができる。装置の具体的な適用に便宜であるために、圧縮ガス加熱を電熱器によって提供することができる。

比較分析の結果、粉末噴射コンポーネントの下流に位置し、粉末を加速するためのノズル部分が、次式：
０．０１５＜Ｂ・（Ｓｏｕｔ／Ｓｉｎｊ−１）／Ｌ＜０．０３
（式中、Ｓｏｕｔは、出口におけるノズル断面積であり、
Ｓｉｎｊは、粉末噴射コンポーネントの位置におけるノズル断面積であり、
Ｌは、粉末を加速するためのノズル部分の長さであり、
Ｂは、粉末噴射コンポーネントの位置におけるノズル断面の最小寸法である）
の関係を満たすパラメータを有するように構成されていることに基づき、クレームで請求される解決手段がプロトタイプとは区別されることが明らかになった。
この関係が、本発明が新規性の基準に適合しているかどうかの判断を可能にする。

所定の目的は、圧縮ガスを加熱するステップと、収束部分と発散部分の間に位置するスロートを有する超音速ノズル（ラバルノズル）に圧縮ガスを供給するステップと、ノズル中に超音速ガス流を形成するステップと、ノズルスロートの下流で（スロートの背後で）超音速ガス流中に粉末を噴射するステップと、ノズル中のガス流によって粉末を加速するステップと、該加速された粉末を基板表面に向けるステップと、コーティングを形成するステップとを含む、先行技術のガスダイナミックコーティング方法において、１つが金属および／または合金である１種以上の物質の粒子を有する粉末を、スロートの下流で超音速ガス流中に噴射し、そして、ノズルスロートの下流のガス流を、次式：
０．０１５＜Ｂ・（Ｓｏｕｔ／Ｓｉｎｊ−１）／Ｌ＜０．０３
（式中、Ｓｏｕｔは、ノズル出口におけるガス流断面積であり、
Ｓｉｎｊは、粉末噴射点におけるガス流断面積であり、
Ｌは、粉末噴射点からノズル出口までのノズル中のガス流の長さであり、
Ｂは、粉末噴射点におけるガス流断面の最小寸法である）
の関係を満たすように形成することによっても達成される。

要求されるコーティング特性に応じて、金属粉末、および／またはセラミック粉末と金属粉末の機械的混合物が、コーティングを形成する粉末として使用されるか、あるいは硬度が異なる幾つかの粉末が同時に超音速流中に噴射され、セラミック粉末が粉末の１つとして使用される。金属粉末であれセラミック粉末であれ、使用される粉末の粒子サイズは１〜１００マイクロメートルである。

本発明の要旨は次のとおりである。

粉末材料のガスダイナミックスプレーに際して、個々の粒子によってコーティングが形成される。個々の粒子は、基本的に、運動エネルギーから結合エネルギーへの変換に基づき、基材への衝突時にその表面に接着される。

したがって、表面に粒子が接着する可能性は、主に粒子の速度に左右される。それぞれの特定の粒子の速度が速いほど、粒子が基板表面に接着する可能性が高くなり、その結果、粉末のスプレー効率（堆積効率）が全体として向上する。

粉末材料のガスダイナミックコーティングを行うすべての装置で、粒子は高速ガス流中でドラグ効果によって加速される。加速作用をするストークスの力は、ガス流の速度と粒子の速度の差に比例する。加速時間が限られている場合、粒子は決してガス流の速度に達することができず、常にガス流に遅れをとる。粒子がガス流中にある時間が長いほど、その遅れが少なくなる。すなわち、粒子の速度がガスの速度に接近する。

粉末粒子を加速するためのノズル部分（粉末噴射点からノズル出口まで延伸するノズル部分である加速部分）をできるだけ長くすることが望ましいことは、明らかであると思われる。そうした場合、粒子がガス流中を移動する時間が長くなり、その結果、より速い速度に粒子が加速される。

しかし実際には、そのようにはならなかった。ノズル加速部分の長さを漸増すると、最初は、粒子速度が速くなり、基板への粉末のスプレー効率が向上する。しかし、加速部分の長さをさらに増やすと、粒子の堆積効率の低下が観察される。

一見すると、この原因は、ノズル壁上のガス流の摩擦によるガス流の減速である可能性がある。実際に、ガスダイナミックスプレー装置において、ノズル断面寸法の数十倍という著しく延伸したノズルがよく使用されている。この場合、ノズルにおけるガスの減速が十分になることがあり、ガスが粒子速度を下回るまで減速されると、粒子が加速されるのではなく減速され始める。

しかし実際には、ノズル加速部分を長くすると、ノズルにおけるガスの減速が十分になるよりかなり前から堆積効率が低下し始めることが判明している。すなわち、ノズル加速部分を伸ばしても、ノズルにおけるガスの速度は依然として粒子の速度を大きく上回る。このため、ノズル加速部分をこのように伸ばした場合、ノズルにおける粉末粒子は、より速い速度を獲得するはずである。しかし実際には、スプレー効率が予想外に低下する。

この作用効果は次のように説明することができる。

ガス流中に噴射される粉末粒子は必然的に、ガス流を横切る方向の速度成分を有する。この速度成分は、粒子の衝突とガス流の不連続性による粒子の散乱が原因で、ガス流への粒子の導入時と粒子軌道展開の後続段階の両方において生じる。ノズルにおける粒子の加速は、ノズル軸に沿った方向に向けられた高速ガス流によってもたらされる。このため、加速されたガス流に粉末粒子が導入されるほぼ直後において、粉末速度の横成分は（ガス流に沿った方向に向けられた）縦成分をはるかに下回る。しかし、この横成分は存在し、本発明者はこれを非常に重要であるとみなしている。重要な点は、厳密にはノズル軸に沿った方向に向けられていない速度を有する粒子がノズル壁に衝突し、当然のことながら、縦速度の一部を失うことがあるということである。さらに、ノズル壁付近に、主ガス流の速度を大幅に下回る速度を有するガス境界層が常に存在する。横速度成分を有する粒子がこの境界層に入ってそこで減速することがある。

粒子の横速度の分散が統計的に同一である場合、粒子がノズルの壁付近領域に入る確率は、ノズルの断面が狭くノズルの長さが増えるほど高くなる。結論として、観察された作用効果は、ノズルの長さだけではなく、その加速部分の断面、およびその発散の程度（ガス流の方向におけるノズル断面積の増加）にも関係があると考えられる。

このため、ノズル加速部分を伸ばした場合、２つの作用が同時に生じる。第１に、ノズル壁に衝突しなかった粒子の速度が速くなる。第２に、壁付近領域に到達して、ノズル壁への衝突時またはガス境界層における減速時に速度を部分的に失う粒子の数が増す。

結果として、ノズルの長さが増すと、ノズルにおける粒子の最大速度は上がるが、粒子の流れ全体におけるこれらの高速粒子の比率は下がる。このため、ノズルの長さを増大させると、まず粒子の平均速度が増加し、次に減速する。

実際には、この作用効果は粉末の堆積効率の変化を通じて現れる。このプロセスにおいて、粉末の堆積効率は、一定範囲のノズル加速部分の長さにわたってわずかに変化するだけである。この範囲において、ガス流による粒子加速とノズルの壁付近領域における減速のプロセスが大体均等化し、そのため、粉末の堆積効率がわずかに変化するだけである。

多数の実験の結果、粒子の加速と減速のプロセスが均等化するというこの効果は、ノズル加速部分の一定の幾何学的特性を選択することによって達成されることが判明している。

多数の実験の結果、粒子の加速と減速のプロセスが均等化するというこの効果は、ノズル加速部分の基本的な幾何学的パラメータ間で一定の関係
０．０１５＜Ｂ・（Ｓｏｕｔ／Ｓｉｎｊ−１）／Ｌ＜０．０３
（式中、Ｓｏｕｔは、ノズル出口におけるガス流断面積であり、
Ｓｉｎｊは、粉末噴射点におけるガス流断面積であり、
Ｌは、粉末噴射点からノズル出口までのノズル中のガス流の長さであり、
Ｂは、粉末噴射点におけるガス流断面の最小寸法である）
が確保された場合に達成されることが判明している。

ノズルのパラメータが当該限度を超えた場合、堆積効率の低下が観察された。特に、ノズルの最小断面寸法および断面積の値が固定されている場合、極端に短いノズルおよび極端に長いノズルでは、ノズルの長さが当該範囲内に収まる場合よりも堆積効率が低下した。

指摘した特徴点は、先行技術を検討すると他の工学的解決策では提示されていないものである。したがって、クレームにおいて規定された解決手段は発明性の基準および進歩性の要件を満たすものである。

本発明を添付図面に示す。図１は、クレームで請求される装置の構造的配置を示しており、図２は超音速ノズルの概略図である。この装置は、圧縮ガス加熱器１と、ノズルスロート３を有するノズル２と、粉末供給装置４および供給装置に管６によって連結された粉末噴射コンポーネント５を含む粉末供給ユニットと、ノズル出口まで粉末噴射コンポーネントの下流に位置し、例えば円筒区域９（図２）も含む取り換え可能な要素８（図２）として構成されるノズル加速部分７とを含む。

動作時、圧縮ガスは、加熱器１に供給され、必要な温度まで加熱される。加熱されたガスは、超音速ノズル２に入り、そこでノズルの収束部分、スロート３、および発散部分を順次通過し、超音速まで加速する。スプレーすべき粉末が、粉末噴射コンポーネント５を介してこの超音速ガス流中に導入される。ノズル加速部分７において高速ガス流によって粉末粒子が加速され、次に粉末粒子が基板表面に向けられる。

処理される表面の形状および組成、ならびにコーティング時に遂行すべき作業に応じて、ノズルは円形または矩形の断面を有することができる。

硬い物質（特にセラミック粒子）を使用するために、ノズル加速部分の全体または一部を、取り換え可能な要素８（図２）として構成することができる。この場合、硬質粒子によって摩耗したノズル部を容易に交換することができる。

ノズル壁に当たってガス流が減速するのを補うために、ノズル加速部分の全体または一部を発散するように構成することができる。

ノズル構成を簡略化するために、ノズル加速部分は１以上の円筒区域９（図２）を有することができる。

ノズルの特定の構造に応じて、１以上の粉末噴射コンポーネントをノズル壁におけるオリフィスとして（図１）、またはノズルスロートを通る管として（図２）構成することができる。ノズルスロートから等距離をおいたところでの粉末供給を確保するように、２つ以上の粉末噴射コンポーネントを構成することができる（図１）。

スプレーされる粉末を容易に変更できるように、各供給装置を別個の粉末噴射コンポーネントと連結することができる。装置の構造を簡略化するために、２つ以上の粉末供給装置を同一の粉末噴射コンポーネントに連結することができる（図１）。

装置の具体的な適用に便宜であるために、圧縮ガス加熱器は電熱器であり得る。

本発明の具体例
本発明を下記の表１および表２の具体例によって示す。

表１はコーティング重量測定の結果を示している。Ｂ＝３．６ｍｍ、Ｓｉｎｊ＝１０ｍｍ^２、およびＳｏｕｔ＝１８ｍｍ^２という一定の値のもとで、様々な長さの円形ノズルを用いてコーティングをスプレーした。圧縮空気の温度は３７０℃であった。すべての場合において、
ａ）アルミニウム（６０重量％）および酸化アルミニウム（４０重量％）の粒子、
ｂ）銅（７０重量％）および酸化アルミニウム（３０重量％）の粒子、
ｃ）亜鉛（６０重量％）および酸化アルミニウム（４０重量％）の粒子、の粉末を等量使用した。

表２はコーティング重量測定の別の結果を示している。Ｂ＝３ｍｍ、Ｓｉｎｊ＝１５ｍｍ^２、およびＳｏｕｔ＝３０ｍｍ^２という一定の値のもとで、様々な長さの矩形ノズルを用いてコーティングをスプレーした。すべての場合において、アルミニウム（６０重量％）および酸化アルミニウム（４０重量％）の粒子を含む粉末を等量使用した。圧縮ガスの温度は、ａ）３７０℃、ｂ）４５０℃、およびｃ）５２０℃であった。

両方の場合において、圧縮ガスは圧力７バールの空気であった。

両方の表は、寸法関係が限界値に近づくにつれて、コーティング量が少なくなり、粉末の堆積効率が低下することを示している。

クレームで請求される装置の構造的配置を示す図である。超音速ノズルの概略図である。

Claims

ガスダイナミックコーティング装置の製造方法であって、
ガスダイナミックコーティング装置が、
圧縮ガス加熱器と、
ガス加熱器に直接連結され、収束部分と発散部分の間に位置するスロートを有する超音速ノズル（ラバルノズル）と、
粉末をノズルに供給するためのユニットとを備え、
粉末噴射コンポーネントがノズルスロートの下流に配置されており、
粉末をノズルに供給するためのユニットが、導管を介して１種以上の粉末をノズルに噴射するためのコンポーネントに連結されている１以上の粉末供給装置を備え、
超音速ノズルが、粉末噴射コンポーネントの下流に位置し、粉末を加速するためのノズル部分を備え、
製造方法が、次式：
０．０１５＜Ｂ・（Ｓｏｕｔ／Ｓｉｎｊ−１）／Ｌ＜０．０３
（式中、Ｓｏｕｔは、出口におけるノズル断面積であり、
Ｓｉｎｊは、粉末噴射コンポーネントの位置におけるノズル断面積であり、
Ｌは、粉末を加速するためのノズル部分の長さであり、
Ｂは、粉末噴射コンポーネントの位置におけるノズル断面の最小寸法である）
の関係を満たすパラメータを有するように構成されているノズル部分を備える超音速ノズルを選択する工程を含むことを特徴とする、ガスダイナミックコーティング装置の製造方法。
超音速ノズルが、円形断面を有していることを特徴とする、請求項１記載のガスダイナミックコーティング装置の製造方法。
超音速ノズルが、矩形断面を有していることを特徴とする、請求項１記載のガスダイナミックコーティング装置の製造方法。
粉末噴射コンポーネントの下流に位置し、粉末を加速するためのノズル部分が、取り換え可能な要素の形態で構成されていることを特徴とする、請求項１記載のガスダイナミックコーティング装置の製造方法。
粉末噴射コンポーネントの下流に位置し、粉末を加速するためのノズル部分が、発散するように構成されていることを特徴とする、請求項１記載のガスダイナミックコーティング装置の製造方法。
粉末噴射コンポーネントの下流に位置し、粉末を加速するためのノズル部分が、１以上の円筒区域を有することを特徴とする、請求項１記載のガスダイナミックコーティング装置の製造方法。
粉末噴射コンポーネントが、ノズル壁におけるオリフィスとして構成されていることを特徴とする、請求項１記載のガスダイナミックコーティング装置の製造方法。
１以上の粉末噴射コンポーネントが、スロートの下流に位置する出口を有するノズルスロートを通る管の形態で構成されていることを特徴とする、請求項１記載のガスダイナミックコーティング装置の製造方法。
２つ以上の粉末噴射コンポーネントが、ノズルスロートから等距離をおいたところでの粉末噴射を確保するように構成されていることを特徴とする、請求項１記載のガスダイナミックコーティング装置の製造方法。
各粉末供給装置が、粉末をノズルに噴射するためのコンポーネントに連結されていることを特徴とする、請求項１記載のガスダイナミックコーティング装置の製造方法。
２つ以上の粉末供給装置が、粉末をノズルに噴射するための１つのコンポーネントに連結されていることを特徴とする、請求項１記載のガスダイナミックコーティング装置の製造方法。
ガス加熱器が、電熱器として構成されることを特徴とする、請求項１記載のガスダイナミックコーティング装置の製造方法。
ガスダイナミックコーティング方法であって、圧縮ガスを加熱するステップと、収束部分と発散部分の間に位置するスロートを有する超音速ノズル（ラバルノズル）に圧縮ガスを供給するステップと、ノズル中に超音速ガス流を形成するステップと、ノズルスロートの下流で超音速ガス流中に粉末を噴射するステップと、ノズル中のガス流によって粉末を加速するステップと、前記加速された粉末を基板表面に向けるステップと、コーティングを形成するステップとを含み、
１つが金属および／または合金である１種以上の物質の粒子を有する粉末を、スロートの下流で超音速ガス流中に噴射し、そして、ノズルスロートの下流のガス流を、次式：
０．０１５＜Ｂ・（Ｓｏｕｔ／Ｓｉｎｊ−１）／Ｌ＜０．０３
（式中、Ｓｏｕｔは、ノズル出口におけるガス流断面積であり、
Ｓｉｎｊは、粉末噴射点におけるガス流断面積であり、
Ｌは、粉末噴射点からノズル出口までのノズル中のガス流の長さであり、
Ｂは、粉末噴射点におけるガス流断面の最小寸法である）
の関係を満たすように形成することを特徴とする方法。
セラミック粉末と金属粉末の機械的混合物を、スプレーされる粉末として使用することを特徴とする、請求項１３記載の方法。
硬度が異なる粒子を有する数種の粉末を、同時に超音速流中に噴射することを特徴とする、請求項１３記載の方法。
セラミック粉末を、粉末の１つとして使用することを特徴とする、請求項１３記載の方法。
１〜１００ミクロンの粒子サイズを有する金属粉末を、金属粉末として使用することを特徴とする、請求項１４記載の方法。
１〜１００ミクロンの粒子サイズを有する粉末を、セラミック粉末として使用することを特徴とする、請求項１６記載の方法。