超音速等离子喷 涂（SAPS）是指在传统非转移型等离子弧基础上，通过对高压、高速等离子气体进一步强力压缩和加速而获得的高能量密度、加长的扩展等离子弧，可获得数倍于音速的超音速等离子体射流来进行喷涂的方法。与普通等离子喷涂（喷涂粒子速度约 200～400m/s）相比，超音速等离子射流的高能量密度能够瞬间熔化高熔点喷涂材料，并能迅速加速熔融粒子突破声障至450～900m/s 的超音速水平。相对于国内外现行通用的普通等离子喷涂工艺，超音速等离子喷涂由于速度快，喷涂粉末颗粒在射流中停留时间缩短，熔融或半熔融粒子撞击基体时的动量增大，能量转换效率高，熔滴铺展充分，涂层薄片有效结合增加，涂层结合强度、 致密性和孔隙率都有所改善； 同时，研究表明由于采用内送粉，粉末直接送入能量密度更高、压力和刚性更大的超音速等离子射流中，粉末的剧烈碰撞或者粒子急速熔化后的二次雾化，射流中细小熔融粒子（粒径＜5µm）的数量远多于普通等离子射流。细小熔滴表面能大，碰撞到基体上飞溅小，冷速快，晶粒来不及长大，容易获得更加细密的涂层组织，涂层的韧性等综合指标均有所改善，尤其是在制备各种高熔点陶瓷、难熔金属和金属陶瓷等涂层领域，具有其它燃气火焰或电弧等高速喷涂方法所不可替代的优势。基于以上机制，用超音速等离子喷涂制备出细密柱晶新型结构热障涂层在热震性能、隔热性能和高温氧化等方面均展现出的一些与传统等离子喷涂不同的一些现象。另一方面，超音速等离子喷涂在制备 McrAlY 等合金涂层方面，同样由于合金组织细密化和喷涂过程惰性气体环境以及更短的加热历程使涂层更洁净（SAPS 氧化夹杂明显低于 APS）， 也初步显示在控制热生长氧化物（thermally grown oxide， TGO）方面的一些特点。此外，实验中已观察到的细密柱晶组织在高温服役过程中有利于形成尺寸较小的高密度、稳定性好、相对均匀的微裂纹分布，对于 TBCs 系统的隔热行为也有一些新的发现。
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