冷气体动力学喷涂，其过程为在不足以使涂层粉末及工件的机械性能因高温熔化而发生改变的常温或较低温度下，利用缩放喷嘴形成的超音速气流夹带微小颗粒形成高速射流（300-1200m/s）冲击金属或绝缘体基体产生涂层的过程。冷喷涂这种新型材料表面改性机制，有效克服了目前热喷涂方法存在的高温氧化、气化、晶化等影响涂层性能和工件基体高温变形等弊端，对非耐热材料改性和纳米材料涂层制备有广泛应用前景和重要现实意义，受到国内、外学者广泛重视。.冷喷涂涉及流体力学、空气动力学、工程热力学、塑性动力学、冲击动力学、穿甲力学、现代测试技术等多个学科领域，属交叉学科研究范畴。本项目采用理论分析、数值模拟及实验诊断相结合的方法深入研究冷喷涂材料改性中超音速气粉两相束流流动规律、粉粒对工件的冲击侵彻过程和涂层形成机理，揭示涂层生长速率和涂层性能与气动热力学参量关系，提出最佳控制方程、优化改性机制。

Al基非晶合金因其轻质、高强、耐蚀、廉价等特点在航空航天及交通运输领域展现出巨大应用潜力；然而非晶形成能力差、制备块体材料困难成为其实际应用的严重障碍。本申请引入冷喷涂技术以最大程度地减小制备材料尺寸对合金形成能力的依赖，突破Al基非晶合金大尺寸块体的制备瓶颈，为新材料的实际应用奠定基础。 研究首先以我室自主研制的AlNiY基非晶合金为基础调整和确定元素组成，雾化制备粉体喂料并检测粉体相关特性；同时模拟研究冷喷涂过程中不同预热温度与飞行速度颗粒撞击后绝热升温、塑性变形、有效结合等情况以及冷却过程对组织形成的影响；然后以模拟结果为依据，冷喷涂制备有针对性的非晶合金样品；考察颗粒的沉积、结合行为以及合金的组织结构特点；通过数值模拟并辅以组织性能分析的方法解决相关科学问题，揭示非晶合金块体的形成规律；优化和确定喷涂工艺，冷喷涂制备优质的Al基非晶合金块体并进行相关后续处理及组织性能检测。 首先，完成了Al基非晶合金的成分设计；通过雾化制粉技术制备出满足冷喷涂要求的非晶合金粉体；确定了合金的熔炼工艺和雾化制粉工艺；考察了采用高纯原材料及工业级原材料制粉的可能性；对粉体非晶结构进行了确认，对粉体相关工艺特性进行了分析。其次，在沉积行为模拟方面，对于一种新型合金材料，通过现有资料与数据分析，结合对实际制备材料的相关测试，获得了建立本构方程及物理模型的必要数据，弥补了新材料数据缺乏问题；掌握了ABAQUS软件模拟、Lagrange和Euler法算法以及它们在本项目上的具体应用。第三，通过模拟和实验了解了非晶颗粒沉积行为，确定了相关冷喷涂工艺参数调控范围，制备了分散颗粒、涂层及沉积体样品，确定了制备材料的非晶组织结构，初步实现了项目目标。第四，初步测试了制备材料的硬度、结合强度、表面粗糙度、耐腐蚀性能等指标，考察了涂层形成与致密化机理。相关工作为冷喷涂非晶涂层制备及该技术的实际应用打下基础。

Al基非晶合金因其轻质、高强、耐蚀、廉价等特点在航空航天及交通运输领域展现出巨大应用潜力；然而非晶形成能力差、制备块体材料困难成为其实际应用的严重障碍。本申请引入冷喷涂技术以最大程度地减小制备材料尺寸对合金形成能力的依赖，突破Al基非晶合金大尺寸块体的制备瓶颈，为新材料的实际应用奠定基础。.研究首先以我室自主研制的AlNiY基非晶合金为基础调整和确定元素组成，雾化制备粉体喂料并检测粉体相关特性；同时模拟研究冷喷涂过程中不同状态（预热温度与飞行速度）颗粒撞击后绝热升温、塑性变形、有效结合等情况以及冷却过程对组织形成的影响；然后以模拟结果为依据，冷喷涂制备有针对性的非晶合金样品；考察颗粒的沉积、结合行为以及合金的组织结构特点；通过数值模拟并辅以组织性能分析的方法解决相关科学问题，揭示非晶合金块体的形成规律；优化和确定喷涂工艺，冷喷涂制备优质的Al基非晶合金块体并进行相关后续处理及组织性能检测。

制冷剂气体水合物具有独特的相变性能，可实现能量储存与合理利用，是新一代蓄冷工质，具有良好发展前景。针对目前制冷剂和水的相容性差、界面水合反应速率慢、传热传质效率低、两相混合能耗高的难题，该项目提出一种新型的纳米制冷剂水合物相变蓄冷材料，即利用复配添加剂的特殊增溶作用提高制冷剂和水的两相相容性，使制冷剂以纳米尺度分散于水相中，形成热力学稳定的微乳液相变蓄冷材料。研究内容包括微乳液相变蓄冷材料的制备、表面活性添加剂的筛选及复配、纳米制冷剂微乳液的界面性质、制冷剂水合物晶体成核与生长特性、水合反应动力学影响因素及强化机制、纳米制冷剂水合物热物性分析测试、水合反应过程热力学特性等。目的是认识微乳液中烃类水合物生成机理，优化纳米制冷剂水合物蓄冷材料性能，促进制冷剂水合物均匀快速生成，提高制冷剂水合物的蓄冷效率。研究成果有助于推动制冷剂气体水合物、微乳液反应、溶液结晶等领域的科学理论和应用技术的发展。