羟基磷灰石涂层作为生物医用涂层广泛地应用于人工替代骨表面，目前其制备方法主要有热喷涂法、化学和电化学法。热喷涂法易造成涂层材料在高温下发生相变，影响涂层特性和强度；化学、电化学法操作复杂，反应条件要求精确，制备时间较长。
冷喷涂法制备羟基磷灰石涂层对送粉系统有着微量、连续送粉的要求，而传统的送粉机构很难满足这个要求。Tａｋｅｈｉｒｏ Ｔａｋａｎｏ等提出了一种利用衰减行波驱动粉体移动的新理论，并在此基础上搭建了试验样机，对金刚砂进行了初步的送粉试验研究；Ｕ.Ｋüｈｎｅ等对不同种类的粉
体进行了初步的送粉试验；张贵林等通过对金刚砂的送粉试验讨论了不同因素对送粉速率的影响。以上研究均是利用超声波实现粉体的输送，目前利用衰减行波实现羟基磷灰石粉体输送的研究尚未见报道。本文提出了在常温下利用粉体气射流喷射制备羟基磷灰石涂层的冷喷涂方法，并针对羟基磷灰石粉体的物理特性，开发了一种超声波送粉系统，分析了送粉原理，并对羟基磷灰石粉体的输送能力进行了试验研究，获得了各因素对送粉速率的影响规律。超声波送粉系统构成及工作原理片受到高频正弦交流电激励时，发生径向收缩振动，当交流电的频率与压电陶瓷片的自然频率一致时，将激发出压电陶瓷片的径向收缩振动模态。压电陶瓷片的径向振动传递给有机玻璃管并由接触部分以波的形式向两端传递。波沿有机玻璃管送料段传递时，受到管壁及粉体的吸振作用，能量发生衰减，使得波沿界面反射时，反射波的振幅大大减小。根据波叠加理论，管壁上不能形成驻波，而是以衰减行波的形式由压电陶瓷片向进料段方向传递。衰减行波在传递过程中，有机玻璃管内壁上的质点在微观下做椭圆运动，在管的内部椭
圆运动方向与波传递方向相反，从而驱动粉体由进料段向出料段移动。而在出料段，由于管长较短，吸振作用弱，波能量衰减较小，不足以形成衰减行波，粉体进入此段后靠后面粉体的推力流出。
２超声波送粉理论分析
２．１
环形压电陶瓷片的振动分析
在机械自由和电学短路边界条件下，环形压
电陶瓷片的压电方程
结论
（1）系统的送粉能力主要与驱动电源的输出电压和频率、压电陶瓷片的参数以及输送管的长度和阻尼系数等有关。
（２）驱动电压、驱动频率、送料段长度对送料速率影响较大。在其他条件不变的情况下，送粉速率随驱动电压的升高而增大；在压电陶瓷片谐振点附近系统有较好的送粉能力，且在谐振点处送粉速率达到最大值；送粉速率随送料段的增长而减小，送料段过长时没有送粉能力。
（３）所设计的超声波送粉系统能够达到冷喷涂设备对送粉系统微量连续送粉的要求。
参考文献略
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