專利名稱：：用于材料沉積的方法和裝置的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及材料沉積領域。具體地，本發(fā)明涉及用于沉積顆?；蚍勰┎牧弦员阍摬牧闲纬晌矬w或涂層的方法和裝置。
背景技術：
：當生成制造物品時，使用例如鑄造、鍛造等工藝來使材料形成預期形狀并具有特定應用尋求的整體力學特性。但是，在許多應用中，物體的表面暴露在各種惡劣環(huán)境例如磨損、腐蝕和高溫環(huán)境中。這些環(huán)境會使得物體的表面及其特性惡化，最終導致其故障。熱噴涂(TS)工藝被用于沉積數(shù)微米到數(shù)毫米厚的涂層以防止被涂覆表面的惡化。越來越多的制造商使用TS技術制造高品質的有竟爭力的產(chǎn)品。TS包含常常具有共同目的的多種工藝修改/改變現(xiàn)有物體的表面特性以提高它們的性能和/或增加它們的壽命。可選擇地，TS工藝允許材料沉積以生成具有特殊形狀或形式的物體。通常，TS工藝的共同之處是將粉末、線或桿形式的原料材料加熱到熔滴或半熔滴狀態(tài)，其優(yōu)選地被加速到達將被涂覆的表面上。在撞擊時，顆粒變形，粘附在襯底上并凝固(如果它們被熔融的話)建立層狀結構以形成希望的涂層。加熱或熔化原料顆粒的熱源可以是例如焰弧(由燃料燃燒產(chǎn)生)或電弧(由氣體電離產(chǎn)生)。顆粒由朝向襯底的加熱氣體流加速?？赏ㄟ^彼此相對地移動噴涂裝置或襯底實現(xiàn)完整的涂層，并且多次噴涂可獲得希望的涂層厚度。TS工藝可用于通過在大量不同材料的物體/表面上涂覆金屬、合金、陶瓷、聚合物、金屬陶瓷或碳化物涂層來修改或提高其表面特性。TS涂層被用于多種工業(yè)產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品例如燃氣輪機和蒸汽輪機、汽車發(fā)動機、生鐵和煉鋼生產(chǎn)及研磨機、舟船制造和修理、化學處理工廠、電氣設施、造紙產(chǎn)業(yè)、國防和航空設施、食品加工廠和采礦業(yè)。涂覆在不同襯底上的涂層通常根據(jù)它們的功能被分組。一些重要的涂層功能是耐磨性、耐化學性、提供熱絕緣、耐腐蝕性、導電性或電阻、生物適應性、輻射屏蔽、粘合性以及僅做裝飾用。如果需要的話，涂層可提供一種以上的功能。在撞擊之前的顆粒溫度和速度是確定涂層質量的重要參數(shù)組合。歷史上，TS工藝已經(jīng)朝更高顆粒撞擊速度發(fā)展，因為這通常會導致粘合強度提高且殘余應力減小的更濃厚的/致密的涂層。以前，這已通過使推進劑氣體/混合物加速通過會聚-發(fā)散噴嘴達到超音速以增加推進劑/顆粒動量傳遞來實現(xiàn)。但是，當顆粒在撞擊之前完全熔融時，高顆粒速度會變得有害。在此情況下，施加在熔融顆粒上的力會大得足以導致在撞擊時顆粒破裂和/或飛濺。得到的涂層不夠濃厚并且不具有足夠強的粘合強度。因此，通常當顆粒速度增加時降低顆粒溫度以避免出現(xiàn)此現(xiàn)象。在撞擊之前的顆粒的化學和顯微結構組成也是影響涂層特性和質量的重要參數(shù)。大多數(shù)現(xiàn)有的TS工藝都由于高度活性的推進劑氣體混合物而缺乏對撞擊之前的顆粒的化學組成和顯微結構的控制，顆粒被噴射到該氣體混合物中以被加速并可選地被加熱。這會導致顆粒氧化、它們的顯微結構和/或化學組成改變。因此，難以預測涂層化學組成和顯微結構并基于所需的涂層特性調(diào)整原料材料。出于相同原因，由于因顆粒和涂層的加熱而在涂層內(nèi)遇到的晶粒生長，使用TS工藝生成納米晶體涂層是一個挑戰(zhàn)。盡管TS涂層廣泛用于所有工業(yè)產(chǎn)業(yè)，但是制造商一直要求生產(chǎn)具有更高性能和更持久的TS涂層和物體。
發(fā)明內(nèi)容至少在優(yōu)選實施例中，本發(fā)明的一個目的是提供一種用于沉積粉末或顆粒材料以便該材料形成物體或涂層的方法。至少在優(yōu)選實施例中，本發(fā)明的一個目的是提供一種用于沉積粉末或顆粒材料以便該材料一旦沉積則形成物體或涂層的裝置。在一個方面，本發(fā)明提供了一種方法，該方法用于將顆粒材料沉積在襯底的表面上，以便在沉積時或之后該顆粒材料至少部分地與所述表面和/或顆粒材料本身熔合以形成該表面上的實體(solidmass)或涂層，該方法包括以下步驟(1)將所述顆粒材料放置在具有噴涂端并容納有氣體或氣體混合物的管狀構件內(nèi)；(2)使至少一個激波/沖擊波朝所述噴涂端沿所述管狀構件行進，并朝所述表面離開所述管狀構件，至少一些所述顆粒材料隨著所述激波或在其附近行進，并且被以這樣的速度投射到所述表面上，即該速度足以導致在撞擊所述表面時所述顆粒材料和/或所述表面至少發(fā)生部分變形，并且所述顆粒材料與所述表面和/或已經(jīng)被沉積在所述表面上的顆粒材料(如果存在的話)熔合。在另一個方面中，本發(fā)明提供了一種裝置，該裝置用于將顆粒材料沉積在村底的表面上，以便在沉積時或之后該顆粒材料至少部分地與所述表面和/或顆粒材料本身熔合以形成實體或涂層，該裝置包括用于接收所述顆粒材料的管狀構件，所述管狀構件具有噴涂端并容納有氣體或氣體混合物；激波發(fā)生器，該激波發(fā)生器用于生成至少一個激波，并使所述至少一個激波朝所述管狀構件的所述噴涂端沿所述管狀構件^f于進，并朝所述表面離開所述管狀構件，至少一些所述顆粒材料隨著所述激波或在其附近行進，并且被以這樣的速度投射到所述表面上，即該速度足以導致在撞擊所述表面時所述顆粒材料和/或所述表面至少發(fā)生部分變形，并且所述顆粒材料與所述表面和/或已經(jīng)被沉積在所述表面上的顆粒材料(如果存在的話)熔合。在本發(fā)明的尤其優(yōu)選的實施例中，顆粒材料在被》文置到本發(fā)明的裝置的管狀構件內(nèi)之前被加熱。在其他方面，本發(fā)明還包括由根據(jù)本發(fā)明的方法或使用本發(fā)明的裝置的顆粒材料的沉積形成的材料。這種材料可表現(xiàn)為襯底上的涂層或局部涂層的形式，或表現(xiàn)為近終形狀(nearnetshape)的形式。圖1示意性地示出在激波生成之前的本發(fā)明的裝置的實施例；圖2示意性地示出在激波生成之后不久的本發(fā)明的裝置的實施例；圖3示意性地示出在圖2所示的實施例之后不久的本發(fā)明的裝置的實施例；圖4示意性地示出在圖3所示的實施例之后不久的本發(fā)明的裝置的實施例；圖5為示出在本發(fā)明的典型裝置內(nèi)行進的激波、接觸面、笫一個和最后一個膨脹波隨時間變化的位置的時間-位置(t-x)圖的一個示例；圖6為示出在特定位置(x2)的本發(fā)明的典型裝置內(nèi)的與時間有關的氣體速度的速度-時間(u-t)圖的一個示例；圖7為示出在特定時間(t2)的本發(fā)明的典型裝置內(nèi)的與位置有關的氣體速度的速度-位置(u-x)圖的一個示例；圖8為示出在特定時間(t2)的本發(fā)明的典型裝置內(nèi)的與位置有關的氣體壓力的壓力-位置(p-x)圖的一個示例；圖9為示出在特定時間(t2)的本發(fā)明的典型裝置內(nèi)的與位置有關的氣體溫度的溫度-位置(T-x)圖的一個示例；圖10為使用本發(fā)明的裝置沉積的鋁襯底上的納米晶體鋁合金涂層的掃描電鏡圖像(Cu表現(xiàn)為淺灰色層，Al表現(xiàn)為深灰色層)；圖11為使用本發(fā)明的裝置沉積的鋁襯底上的納米晶體鋁合金涂層的掃描電鏡圖像；圖12為使用本發(fā)明的裝置沉積的鋁襯底上的銅涂層的掃描電鏡圖像(Cu表現(xiàn)為淺灰色層，Al表現(xiàn)為深灰色層)；圖13為使用本發(fā)明的裝置沉積的鋁村底上的銅涂層的掃描電鏡圖像；圖14示出本發(fā)明的優(yōu)選方法；圖15示出本發(fā)明的優(yōu)選方法；圖16為使用本發(fā)明的裝置沉積的納米晶體鋁合金涂層的掃描電鏡圖像；圖17為使用本發(fā)明的裝置沉積的納米晶體鋁合金(Al-12Si)涂層的掃描電鏡圖像；圖18為鋁6061襯底表面上的由非晶態(tài)不銹鋼粉末生成的不銹鋼涂層的光學顯微圖像。不銹鋼粉末在插入噴槍之前被預先加熱到350-400°C。箭頭指示在撞擊時嵌入或部分嵌入襯底的具有很少變形或沒有變形的不銹鋼顆粒。定義涂層是指根據(jù)本發(fā)明的方法實現(xiàn)的在襯底的表面上的任何部分或完整覆蓋層。優(yōu)選地，一旦形成，則該涂層基本是堅固的，至少是不易于磨破或者通過對襯底的手動操作而與表面分離。冷噴涂是指選定的本發(fā)明的方法以及現(xiàn)有技術的那些方法，所述方法在將顆粒材料加速和投射以便沉積在表面上之前，不充分地加熱顆粒材料以使該材料甚至是部分熔化。通常，例如，冷噴涂技術依賴于顆粒材料的顆粒和/或村底的變形，以導致顆粒材料和/或襯底之間發(fā)生一定程度的熔合(而不是在所述顆粒相互撞擊和/或撞擊襯底的表面之前導致所述顆粒材料通過加熱使其呈現(xiàn)熔化狀態(tài))。壓縮波是指任何形式的波，通常是能量低于激波的波，其是由激波(coalescence)以形成激波。這種壓縮波通常在激波發(fā)生器內(nèi)的壓力被釋放時或者當通過化學或爆炸反應生成激波時形成。熔合是指材料在相互接觸時粘附，尤其是關于當根據(jù)本發(fā)明朝襯底投射材料時材料的顆粒相互粘附或粘附在襯底的表面上。這種熔合可包括但不局限于機械粘合和/或冶金粘合。通常，這種顆粒和/或襯底在它們之間進行撞擊時至少發(fā)生部分變形。近終形狀是指由根據(jù)所選擇的本發(fā)明的方法和/或使用所選擇的本發(fā)明的裝置沉積的分層材料生成的具有特定三維形狀的物體。粉末/顆粒材料/原料粉末這些術語可相互交換，并且是指適于與本發(fā)明的方法和裝置共同使用以在經(jīng)受文中討論的方法的處理時形成物體或涂層的粉末狀/顆粒形式的任何材料。優(yōu)選地除非另外說明，否則術語"優(yōu)選地"的使用是指本發(fā)明的最廣泛實施例的優(yōu)選特征。推進劑氣體混合物/氣體/氣體混合物可包含基本無其他氣體或材料的單種氣體，或可選擇地根據(jù)需要可包括各種氣體的混合物。優(yōu)選地，在溫度和壓力條件的全部范圍內(nèi)在本發(fā)明的方法期間該氣體基本對于顆粒材料和/或本發(fā)明的裝置是惰性的。靜止的(quiescent):在本申請的上下文中是指靜止氣體，其是根據(jù)本申請的教導的激波目前沒有通過其中行進的任何氣體或氣體混合物。除了缺少激波之外，靜止氣體另外可包含任何內(nèi)部流體運動、溫度或在有限空間內(nèi)的氣體的其他特性。在激波通過氣體后、另一個激波從中通過之前，氣體可返回靜止狀態(tài)或部分靜止狀態(tài)。激波是指由例如適于使顆粒材料在管狀構件內(nèi)例如朝該管狀構件的噴涂端運動的任何設備生成的激波。在本發(fā)明的方法或裝置的其他可選擇實施例中，可通過化學或爆炸反應生成激波。通常但非必要，激波由激波發(fā)生器生成的壓縮波的累積與合并產(chǎn)生。根據(jù)本發(fā)明的裝置，這種合并在激波發(fā)生器內(nèi)例如可在激波發(fā)生器和管狀構件之間或者在通入壓縮波的管狀構件之后的管狀構件內(nèi)發(fā)生。在所選擇的實施例中，激波例如沿管狀構件通過可使管狀構件內(nèi)的氣體/氣體混合物的壓力和溫度增加例如多達幾'C和kPa或更大。激波發(fā)生器是指能夠生成一個或多個激波，或者能夠生成適于合并成一個或多個激波的多個壓縮波的任何設備。這種設備可例如包括一些形式的容納氣體或氣體混合物的室，以及增加該室內(nèi)的氣體或氣體混合物的壓力的部件。在釋^L這種壓力時，生成并釋^L激波(或至少適于形成激波的壓縮波)。在一個示例中，壓縮波可進入本發(fā)明的裝置的管狀構件，并隨后在該管狀構件內(nèi)合并以形成通過該管狀構件的長度的激波。但是，至少在優(yōu)選實施例中，這種激波可在任何形式的波進入管狀構件之前形成。在所選擇的實施例中，激波發(fā)生器還可包含引起適于生成激波的化學或爆炸反應的部件。實體是指根據(jù)本發(fā)明的方法的材料沉積生成的任何三維物體。噴涂是指從本發(fā)明的裝置投射顆粒材料。這種噴涂可包括從該裝置以高度定向和集中的方式或以比較隨意的方式進行的任何形式的顆粒噴射。噴涂還包括本發(fā)明的這樣的實施例，其中本發(fā)明的裝置或至少本發(fā)明裝置的噴槍相對于襯底或襯底表面移動。襯底具有一表面的體部，使用本發(fā)明的方法將材料沉積在該表面上以提供表面涂層或用于制造實體例如近終形狀的基礎。該體部可包括與被沉積在表面上的材料不同或相同的材料。此外，該體部可選地可包括或不包括已經(jīng)沉積在該體部的表面上的表面材料層。表面是指襯底的表面或包含已經(jīng)根據(jù)本發(fā)明被沉積的材料的表面。此外，村底的表面可包括該襯底的材料的表面，但是也可包括已經(jīng)沉積在該村底的材料上的顆粒材料的表面。管/管狀構件是指具有這樣的構造的任何構件，該構造適合于激波從中通過以便以適合于根據(jù)本發(fā)明的教導沉積在表面上的方式加速并可選地加熱該管內(nèi)的顆粒材料和/或氣體或氣體混合物。該管可以是直的或彎的，可具有均勻或不均勻的橫截面面積/口徑，可具有圓形/正方形/任何其他橫截面構型，并且可由任何材料包括但不局限于金屬/塑料/聚合物/樹脂/合金等構成。表達"管狀構件"涉及圓筒、管、槍管、噴槍、槍等。通常但是非必要，管狀構件將包含通過從該處發(fā)出的激波投射顆粒材料的噴涂端。另外，管狀構件的與噴涂端相對的端部可優(yōu)選地連接到激波發(fā)生器。噴涂端或與該噴涂端相對的端部(鄰近激波發(fā)生器)中的任何一個或全部可包括閥。例如，在所選擇的實施例中，可相對于管狀構件內(nèi)的壓力提高激波發(fā)生器內(nèi)的壓力，并且在管狀構件和激波發(fā)生器之間的閥的打開會導致激波生成并離開該激波發(fā)生器沿該管狀構件通過。在其他實施例中，閥可位于管狀構件的兩個端部，這兩個端部可根據(jù)需要選擇性地打開和/或關閉。這樣，可在激波生成并通過管狀構件之前調(diào)節(jié)該管狀構件的內(nèi)部條件(氣體濃度、顆粒材料、壓力、溫度等)，并且當激波生成時兩個閥可同時(或幾乎同時)打開，從而允許從管狀構件的噴涂端噴射顆粒材料。在所選擇的實施例中，管狀構件可還包括用于在激波通過管狀構件時或之前將顆粒材料放置在其中的一些形式的入口。更優(yōu)選地，恰好在激波通過管狀構件之前將顆粒材料放置在管狀構件內(nèi)。堅固的(unyielding):是指由根據(jù)本發(fā)明的方法的顆粒材料的沉積生成的涂層或實體的特性。術語"堅固"是用于將涂層或實體的本質與顆粒材料區(qū)分開，顆粒材料如果被重力或其他外力影響以流動則將流動。相反，根據(jù)本發(fā)明生成的涂層或實體包含已經(jīng)至少部分地熔合在一起和/或與襯底表面熔合的顆粒材料，從而當小的外力作用在該材料上時該材料通常不能流動。具體實施方式本發(fā)明涉及用于在已有表面上噴涂高性能、彈性涂層的熱噴涂(TS)處理，并且還涉及用于生成高性能、彈性成形的物體的近終形狀制造。在優(yōu)選實施例中，本發(fā)明涉及一種用于簡單且有效地朝襯底加速和可選地加熱粉末顆粒的新的方法和裝置。該可選的加熱可例如在激波接觸粉末顆?；蝌寗臃勰╊w粒移動時發(fā)生。該新方法和裝置可實現(xiàn)這樣的顆粒速度和溫度范圍，即該范圍會導致較少的歸因于所使用的推進劑氣體混合物的非活性本質和/或用于加速所使用的推進劑氣體混合物的機械裝置的粉末降解?？色@得的速度和溫度范圍以及對在撞擊襯底之前的顆粒的化學組成和顯微結構的非常好的控制可導致與現(xiàn)有技術的方法可實現(xiàn)的那些相比質量更高的涂層或近終形狀。本發(fā)明還包括使用激波發(fā)生器以產(chǎn)生移動的激波，該激波可產(chǎn)生最初靜止的氣體的速度和溫度。此流動氣體然后被用于將粉末顆粒加速并可選地加熱到希望的撞擊速度和溫度。本發(fā)明的方法包括生成激波或合并成激波的壓縮波，并迫使其通過在靜止氣體中容納原料粉末的噴槍。在所選擇的實施例中，本發(fā)明使用被指引通過容納靜止氣體的噴槍的壓縮波。壓縮波行進到該噴槍內(nèi)并合并成激波，該激波朝噴槍的出口移動。激波通過噴槍會^"導后面的最初靜止的氣體的流動和可選的加熱。此氣流被用于朝襯底加速并可選地加熱最初存在于噴槍內(nèi)的原料材料。優(yōu)選地，此工藝以預定的頻率循環(huán)進行。此外，噴槍和待噴涂的表面可相對于彼此移動以便在更大表面區(qū)域上噴涂。如上所述，激波的通過可導致或不導致噴槍內(nèi)顆粒材料的加熱。優(yōu)選地，顆粒材料的任何加熱都將不足以(或至少基本上不足以)導致顆粒材料的甚至部分熔化。這樣，顆粒材料將基本上以固體形式被從噴槍噴出，并且在撞擊村底的表面時變形和/或熔合。在所選擇的實施例中，本發(fā)明的方法包括使用預加熱步驟，在激波通過之前甚至在顆粒材料進入噴槍之前預加熱顆粒材料。此預加熱使顆粒材料的溫度相對于周圍溫度升高，但是優(yōu)選地預加熱不足以使顆粒材料熔化或部分熔化。通常，顆粒材料的這種預加熱可將顆粒材料加熱到20。C到1200°C，但是預加熱溫度可根據(jù)應用、顆粒材料的本質和/或顆粒材料將沉積在其上的襯底甚至超出此范圍變化。在一些實施例中，需要進行預加熱以確保顆粒材料的延性或展性足以允許材料在撞擊表面時變形和/或熔合。下文將參照示例詳細說明這種實施例。優(yōu)選地，顆粒材料的任何預加熱將導致在顆粒材料注入噴槍期間和之后、在顆粒材料通過噴槍期間以及顆粒材料從噴槍噴出并噴射到襯底上時顆粒材料的溫度升高。例如，顆粒材料可在注入噴槍之前纟皮預加熱，然后差不多在注入噴槍之后馬上遇到激波，從而顆粒材料在從噴槍噴射出之前不會有時間發(fā)生任何明顯程度的冷卻。在其他實施例中，噴槍內(nèi)的氣體可被預加熱，并且這足以使顆粒材料在進入或通過噴槍期間獲得足夠的熱量，以獲得必要的延性或展性品質。本發(fā)明的方法可通過任何合適的裝置執(zhí)行，該裝置包括用于生成一個或多個激波的任何部件，和使用這些激波以根據(jù)需要將顆粒材料投射到表面上的任何部件。盡管下文將參照特定裝置及其組件進一步說明本發(fā)明，但是這種裝置及其組件絕不是限制本發(fā)明的方法的范圍。噴槍噴槍的構造可具有很大的變化。例如，噴槍可包含圓形、矩形、正方形或適于實現(xiàn)希望的噴涂特性的任何需要的橫截面形狀的管或筒。優(yōu)選地，筒的內(nèi)部形狀可適合于將在其上噴涂的物件或將形成的希望的涂層或固體物體的形狀。噴槍的橫截面優(yōu)選地是均勻的，但是在特定實施例中可沿噴槍的長度改變例如以補償空氣動力學效應如沿噴槍長度的邊界層效應。在工藝開始時，至少在所選擇的實施例中，噴槍可在一端封閉(噴槍入口)而在另一端打開(噴槍出口)，并充滿靜止氣體。該氣體優(yōu)選地是惰性氣體例如氦或氮或它們的混合物，但是還可使用其他氣體和混合物。在工藝開始時或接近開始時噴槍內(nèi)__優(yōu)選地在噴槍入口附近一一存在一定數(shù)量的原料材料。一設備例如閥然后使噴槍入口打開并允許激波或壓縮波進入噴槍。這些波朝噴槍出口行進，并且如果需要的話合并以形成朝噴槍出口行進的激波。此激波通過噴槍會誘導其后面的最初靜止的氣體的流動和加熱。此氣流然后沿筒的長度的至少一部分加速(并優(yōu)選地加熱)原料材料，使其在噴槍出口處并朝向襯底離開噴槍。在撞擊襯底時，原料材料根據(jù)其撞擊速度和溫度至少部分地變形和/或至少部分地使村底材料變形。這樣，原料材料粘附在襯底上。不希望被理論限制，此粘附最可能包含機械粘合和/或冶金粘合以從而形成涂層。在優(yōu)選實施例中，筒或管狀構件內(nèi)的氣體或氣體混合物在連續(xù)的激波之間返回到或接近靜止狀態(tài)，或者返回到或接近大氣壓力。此工藝優(yōu)選地以預定頻率循環(huán)地重復。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，噴槍使得前述工藝可優(yōu)選地以預定頻率以循環(huán)方式重復。例如，為了有助于這一點，噴槍可用能夠承受噴槍內(nèi)的氣體的壓力和溫度并且顆粒撞擊速度和溫度而改變。優(yōu)選地，噴槍的長度可從lcm到2m改變。如果應用需要噴槍可彎曲。粉末注射優(yōu)選地，可在激波通過之前、在噴槍內(nèi)的氣體靜止或接近靜止的同時，使用機械裝置例如與熱噴涂工藝內(nèi)所使用的相似或相同的粉末加料器在入口附近將原料粉末注入噴槍。當激波被"注射"入槍筒時(或者，當合并成激波的壓縮波被注入時)并且當原料粉末被朝襯底加速時，閥封閉粉末加料器和噴槍之間的通道。在噴槍內(nèi)的壓力達到或接近環(huán)境壓力水平之后該閥打開。然后，在循環(huán)工藝(即，激波脈沖)的情況下，在下一個激波通過之前在噴槍內(nèi)注入另一批次的粉末。優(yōu)選地，原料粉末在壓力下被注入噴槍的內(nèi)腔。這在如下情況下尤其有用，即，在激波之間噴槍的內(nèi)部壓力沒有減小到或接近大氣壓力或者該裝置周圍環(huán)境的外部壓力。噴槍內(nèi)的靜止氣體可被預加熱。優(yōu)選地使用可避免任何氣體污染的電加熱器來預加熱氣體。在優(yōu)選實施例中，可正好在激波通過噴槍之前將顆粒材料注入噴槍。壓縮波發(fā)生器優(yōu)選地使用通過閥連接到噴槍入口的壓縮波發(fā)生器生成激波或壓縮波。在閥打開之前，該發(fā)生器填充有氣體、優(yōu)選地為惰性氣體例如氦或氮或它們的混合物，但是可使用其他氣體和混合物。壓縮波發(fā)生器內(nèi)的氣體優(yōu)選地處于高于150kPa的壓力下，并優(yōu)選地處于高于O'C的溫度下。只要它們能夠承受氣體的壓力和溫度，則發(fā)生器可以是管、柔性軟管或其他容器。只要其能夠承受氣體的壓力和溫度則也可使用柔性軟管。通過使用優(yōu)選地處于200kPa和20MPa之間的壓力下且優(yōu)選地處于2(TC和120(TC之間的溫度下的氣體填充此激波發(fā)生器生成激波。一旦發(fā)生器充滿處于希望的壓力和溫度下的氣體，則迅速打開連接發(fā)生器和噴槍的閥，在發(fā)生器和噴涂管之間的界面處生成(壓縮波)，從而使壓縮波遠離發(fā)生器移動并朝噴涂管的端部在噴涂管內(nèi)的靜止氣體中行進。優(yōu)選地，這些壓縮波合并以形成誘導噴槍內(nèi)的在其后面的氣體流動的激波。同時，在發(fā)生器/噴槍界面處還生成膨脹波，該膨脹波在發(fā)生器內(nèi)傳播，降低發(fā)生器內(nèi)的氣體壓力。一旦已經(jīng)被裝入噴槍的顆粒已經(jīng)撞擊襯底(或者在顆粒撞擊襯底之前不久)，則連接激波發(fā)生器和噴槍的閥關閉，并且發(fā)生器被再次填充以高壓氣體，同時新的固體顆粒被引入噴槍，如果希望的話可循環(huán)地重復該操作以建立涂層。在優(yōu)選實施例中，發(fā)生器內(nèi)的氣體可被預加熱。優(yōu)選地使用可避免任何氣體污染的電加熱器預加熱氣體。閥的打開和關閉優(yōu)選地是自動的，其頻率基于噴槍和發(fā)生器的操作參數(shù)和尺寸。至少在優(yōu)選實施例中，希望與使用現(xiàn)有的熱噴涂裝置和方法涂覆的涂層相比，使用本發(fā)明涂覆的涂層更濃厚、更堅固、更均勻、具有更低的殘余應力、更高的粘合強度并且相對于最初的原料粉末發(fā)生更少的氧化、化學和/或顯微結構改變。本發(fā)明的工藝允許非活性的氣體/混合物推進劑同時達到高速和中等溫度(在500-1500m/s和20。C-1200。C的范圍內(nèi))。此溫度范圍以及行進期間的非活性環(huán)境導致涂層質量提高。不希望4皮理論限制，至少在優(yōu)選實施例中，文中所述的裝置和方法與選定的現(xiàn)有技術的方法和裝置相比提供了以下特殊特征1-該裝置包括簡單的噴槍幾何構造，例如不具有達到高氣體速度所需的會聚/發(fā)散噴嘴，從而該裝置的設計和制造更簡單且更便宜。2-可根據(jù)應用使用各種噴槍橫截面(圓形、正方形、矩形、橢圓形等)。3-由于不存在會聚部分，所以在噴槍內(nèi)不會發(fā)生(或至少減少了)原料顆粒的堵塞，因此可在不中斷的情況下實現(xiàn)更長的噴涂時間，從而提高生產(chǎn)率。4-由于簡單的噴槍幾何結構，噴槍截面可在數(shù)秒鐘內(nèi)被容易地改變以適應特定類型的材料對較長加速區(qū)域的要求或不同的操作參數(shù)。5-由于噴槍的簡單幾何結構，該噴槍可被容易地彎曲以允許對內(nèi)徑或難以到達的表面進行噴涂。6-原料的注射優(yōu)選地在兩個激波通過之間、在噴槍內(nèi)的注射位置處的壓力返回到或接近大氣壓力時進行。因此，可使用簡單和便宜的粉末加料系統(tǒng)。7-由于氣流的瞬態(tài)本質，可實現(xiàn)加速顆粒的氣體使用的接近最優(yōu)化，這會導致操作成本降低。8-已經(jīng)記錄到高沉積效率(高于70%)。9-由于如果氣體被預加熱則在激波通過之后可實現(xiàn)高氣體溫度，所以可噴涂陶瓷。10-由于噴槍不是會聚-發(fā)散噴嘴(忽略邊界層效應)，所以顆粒暴露在準恒速的流中，使到顆粒的動量傳遞最大。11-由于噴槍不是會聚-發(fā)散噴嘴(忽略邊界層效應)，所以顆粒暴露在準恒溫的流中，使到顆粒的熱傳遞最大。12-通過設定最初靜止氣體的溫度和/或在激波通過之前或在進入本發(fā)明的裝置的管狀構件之前預加熱顆粒材料，可預先設定顆粒在加速期間將暴露在其中的溫度。13-比現(xiàn)有技術的許多方法噪聲低。14-在特定實施例中，襯底需要稍微加熱或無需加熱。15-可實現(xiàn)真正的冶金粘合而不僅僅是機械粘合。16-沒有可燃氣體，本發(fā)明的裝置和方法的安全性提高。17-不需要真空系統(tǒng)。與現(xiàn)有技術的冷噴涂裝置和方法(其中，最初氣體溫度保持低于原料材料的熔化或軟化溫度)共有的特征如下1-原料材料沒有熔化或軟化，因此沒有化學變化和/或相變。由于沒有晶粒生長，所以可噴涂納米晶體材料、亞穩(wěn)態(tài)材料和溫度敏感的材料。2-如果使用氮或氦，則涂層和襯底發(fā)生很少的氧化或無氧化。3-可重復利用沒有粘附在襯底上的粉末。4-可實現(xiàn)近終成形。5-很少或沒有過噴涂，所以遮蔽可減小到最小或不需要遮蔽。6-需要最少的表面準備。7-可生成可高度機械加工的涂層。8-涂層的均勻的顯微結構。9-最小的殘余應力。10-沒有有毒氣體或化學反應。11-寬范圍的涂層(Cu、Al、Zn、Fe、鋁合金、金屬陶瓷等)。12-可由于高撞擊速度而消除噴涂之前的噴丸清理。13-高速度允許以更大的噴射角實現(xiàn)高質量涂層。14-減少襯底加熱。15-先進的操作模式，包括從一個脈沖到另一個脈沖以交替的順序為多個粉末類型使用多個粉末加料口，允許生成功能分級的涂層。16-涂層的高密度。17-涂層的高導熱性和導電性。18-高度精煉的顯微結構-高硬度。19-很好地遵循村底輪廓。在回顧整個公開時，本發(fā)明的這些以及其他和另外的優(yōu)點和特征對于技術人員是顯而易見的。應理解，本發(fā)明也存在其他和不同的實施例，并且它的一些細節(jié)能夠在許多明顯的方面進行修改，這些都不會背離本發(fā)明的范圍。因此，下面的示例和附圖以及說明都在本質上被認為是示例性的而不是限制性的。示例示例1-激波通過之后在本發(fā)明的裝置的噴槍內(nèi)誘導的氣體速度和溫度下表給出了激波通過之后在本發(fā)明的裝置的噴槍內(nèi)誘導的氣體速度和溫度隨激波發(fā)生器內(nèi)的初始壓力和溫度的變化。在表1和3中使用氦而在表2和4中使用氮。預測結果的表是基于本領域公知的一維氣體動力學理論。表l激波發(fā)生器內(nèi)的初始氣體壓力(Mpa)激波發(fā)生器內(nèi)的初始氣體溫度(。c)在噴槍內(nèi)誘導的氣體速度(m/s)在噴槍內(nèi)誘導的氣體溫度(。c)1<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>用于生成關于表1和2的更準確的預測的使用包含流體動力學的公知定律的一維氣體動力學理論的改進的理論模型研究。這些改進的模型研究如下面的表3和4所示。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>表4<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>示例2-根據(jù)本發(fā)明的裝置的激波的實際生成和運動不希望被理論限制，本發(fā)明人已經(jīng)認真研究了在本發(fā)明的裝置和方法呈現(xiàn)的特征背后的推論，如下所述。參照圖1，最初在噴槍內(nèi)(區(qū)域l)的氣體和最初在激波發(fā)生器內(nèi)(區(qū)域4)的氣體可具有不同的本質并處于不同的溫度。區(qū)域l內(nèi)的氣體具有低于區(qū)域4內(nèi)的氣體的壓力(通常是大氣壓力或更低)，區(qū)域4內(nèi)的氣體通常處于高于大氣壓力的壓力。參照圖2，當閥被迅速打開時，由于在區(qū)域1和4之間的界面處發(fā)出的合并的壓縮波而生成激波。此激波傳播到噴槍內(nèi)的靜止氣體內(nèi)。同時，可在區(qū)域1和4之間的界面處生成和發(fā)出膨脹波。那些波沒有合并而是全部單獨地行進到激波發(fā)生器內(nèi)的靜止氣體內(nèi)。參照圖3,激波在噴槍內(nèi)的區(qū)域l內(nèi)的靜止氣體內(nèi)向右行進。激波速度依賴于區(qū)域1和4之間的初始壓力比以及區(qū)域1和4中的初始溫度。激波的經(jīng)過增加了在其后面(區(qū)域2)的氣體的壓力和溫度，并在激波后面誘導出向右的氣體速度。最初位于噴槍內(nèi)的氣體和最初位于激波發(fā)生器內(nèi)的氣體之間的界面稱為接觸面，并且其也向右移動，但是以低于區(qū)域2內(nèi)的氣體的速度移動。該接觸面將區(qū)域2(容納已經(jīng)被激波加速的最初位于噴槍內(nèi)的氣體)和區(qū)域3(容納最初位于激波發(fā)生器內(nèi)的并且已經(jīng)通過膨脹波膨脹的氣體)分隔開。盡管通過此界面的熵的變化不連續(xù)，但是區(qū)域2和3內(nèi)的壓力如果不相同的話可相似。參照圖4，膨脹波在區(qū)域4內(nèi)生成并連續(xù)傳播，使區(qū)域4內(nèi)的壓力平滑地降低到在該膨脹波后面、在區(qū)域3內(nèi)的較低值。示例3-本發(fā)明的裝置內(nèi)的氣體條件的分析所生成的激波的強度、以及因此在四個區(qū)域內(nèi)誘導出的氣體速度和溫度主要由噴槍和激波發(fā)生器內(nèi)的初始氣體條件確定。不希望被理論限制，本發(fā)明已經(jīng)將氣體動力學的基本理論應用于本發(fā)明的方法，以考慮在激波生成、激波通過本發(fā)明的裝置以及顆粒,皮投射到襯底上期間本發(fā)明的裝置內(nèi)的條件。圖5為示意性地示出在本發(fā)明的典型裝置內(nèi)行進的激波、接觸面、第一個和最后一個膨脹波隨時間變化的位置的時間-位置(t-x)圖的一個示例。圖6為示意性地示出在特定位置(x2)的該裝置內(nèi)的與時間有關的氣體速度的速度-時間(u-t)圖的一個示例。圖7為示意性地示出在特定時間(t2)的該裝置內(nèi)的與位置有關的氣體速度的速度-位置(u-x)圖的一個示例。圖8為示意性地示出在特定時間(t2)的該裝置內(nèi)的與位置有關的氣體壓力的壓力-位置(p-x)圖的一個示例。圖9為示出在特定時間(t2)的該裝置內(nèi)的與位置有關的氣體溫度的溫度-位置(T-x)圖的一個示例。示例4-根據(jù)本發(fā)明的方法生成的襯底涂層的掃描電鏡圖像圖10為使用本發(fā)明的裝置沉積的鋁襯底上的納米晶體鋁合金涂層的掃描電鏡圖像。圖11為使用本發(fā)明的裝置沉積的鋁襯底上的納米晶體鋁合金涂層的掃描電鏡圖像。圖12為使用本發(fā)明的裝置沉積的鋁襯底上的銅涂層的掃描電鏡圖像(Cu表現(xiàn)為淺灰色層，Al表現(xiàn)為深灰色層)。圖13為使用本發(fā)明的裝置沉積的鋁襯底上的銅涂層的掃描電鏡圖像(Cu表現(xiàn)為淺灰色層，Al表現(xiàn)為深灰色層)。銅、鋁合金、鎳、鈦和羥磷灰石是已經(jīng)使用本發(fā)明的裝置和方法成功噴涂的材料的示例。從圖10到13可注意到根據(jù)本發(fā)明的方法生成的涂層具有基本均勻的結構，具有高密度，并且在沉積的材料內(nèi)或在沉積的材料和襯底表面之間的界面處具有很少的孔隙或者沒有孔隙。示例5-本發(fā)明的典型方法圖14示意性地示出本發(fā)明的典型方法。該方法用于將顆粒材料沉積在襯底的表面上，從而在沉積時或之后，顆粒材料至少部分地與所述表面和/或自身熔合以形成實體或涂層。如圖所示，該方法包括步驟IOO和步驟IOI,在步驟100中，將所述顆粒材料放置在具有噴涂端的并容納有氣體或氣體混合物的管狀構件內(nèi)；在步驟101中，使至少一個激波朝所述噴涂端沿所述管狀構件行進，并朝所述表面離開所述管狀構件，至少一些所述顆粒材料隨著所述激波或在其附近行進,并且被以這樣的速度投射到所述表面上，即該速度足以導致在撞擊所述表面時所述顆粒材料和/或所述表面至少發(fā)生部分變形。圖15內(nèi)示出本發(fā)明的優(yōu)選方法。除了附加步驟102之外，此方法如果不相同于也類似于圖14內(nèi)所示的方法。在步驟102中，在將顆粒材料放置在管狀構件內(nèi)的步驟100之前預加熱顆粒材料。優(yōu)選地，預加熱在不導致顆粒材料熔化的情況下加熱顆粒材料。更優(yōu)選地，預加熱將顆粒材料加熱到100。C到1200。C。在本發(fā)明的其他實施例(未示出)中，預加熱顆粒材料的步驟102可在步驟100和IOI之間發(fā)生，或者與步驟IOO同時發(fā)生。通過總體上閱讀本說明書，另外的方法、另外的步驟和其他實施例將是顯而易見的。示例6-根據(jù)本發(fā)明的方法生成的村底涂層的另外的掃描電鏡圖像圖16為使用本發(fā)明的裝置沉積的納米晶體鋁合金涂層的掃描電鏡圖像。圖17為使用本發(fā)明的裝置沉積的納米晶體鋁合金(Al-12Si)涂層的掃描電鏡圖像。示例7-通過商用激光診斷系統(tǒng)測量的平均顆粒速度進行研究以測量從本發(fā)明的裝置噴射出的顆粒材料的速度。為此使用商用激光診斷系統(tǒng)。下面的表5給出了7次單獨試驗的結果表5<table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>示例8-根據(jù)本發(fā)明的方法生成的襯底涂層的光學顯微圖像，其中顆粒材料在進入本發(fā)明的裝置的管狀構件或噴槍之前被預加熱圖18為使用本發(fā)明的裝置沉積在鋁襯底上的非晶態(tài)不銹鋼粉末生成的不銹鋼涂層的光學顯微圖像。不銹鋼粉末在插入噴槍之前被預先加熱到350-400°C。粉末然后在有時間充分冷卻之前被注入噴槍，并且迅速遇到激波以從噴槍噴射出粉末并將其噴射到鋁襯底的表面上。應注意，上部的深灰色層包含被壓實以形成沒有或基本沒有間隙的基本均勻的層的不銹鋼顆粒。這種不銹鋼層的形成難以或基本上不可能在不預加熱不銹鋼粉末的情況下使用本發(fā)明的方法實現(xiàn)。在不銹鋼層(深灰色)和鋁襯底(淺灰色)之間的界面處存在一些在撞擊鋁村底時沒有變形的不銹鋼顆粒。相反，這些顆粒嵌入或部分嵌入鋁襯底的較軟的頂層。但是，當不銹鋼層開始形成時，不銹鋼顆粒的撞擊可能/大概會導致顆粒變形和熔合以形成所示的層(深灰色)。盡管已經(jīng)參照一些實施例和示例說明了本發(fā)明，但是本發(fā)明的范圍絕不局限于此。另外的用于粉末或顆粒材料的沉積的裝置和方法在本發(fā)明的范圍內(nèi)。權利要求1.一種方法，該方法用于將顆粒材料沉積在表面上，以便在沉積時或之后該顆粒材料至少部分地與所述表面和/或顆粒材料本身熔合以形成該表面上的實體或涂層，該方法包括以下步驟(1)將所述顆粒材料放置在具有噴涂端并容納有氣體或氣體混合物的管狀構件內(nèi)；(2)使至少一個激波朝所述噴涂端沿所述管狀構件行進，并朝所述表面離開所述管狀構件，至少一些所述顆粒材料隨著所述激波或在其附近行進，并且被以這樣的速度投射到所述表面上，即該速度足以導致在撞擊所述表面時所述顆粒材料和/或所述表面至少發(fā)生部分變形，并且所述顆粒材料與所述表面和/或如果存在的話已經(jīng)被沉積在所述表面上的顆粒材料熔合。2.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于，該步驟(1)和(2)重復兩次或更多次。3.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于，該步驟(1)和(2)重復多次從而在一連串脈沖中沉積所述材料。4.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于，在使所述至少一個激波沿所述管狀構件行進的步驟之前，該方法還包括以下步驟加熱所述顆粒材料和/或所述氣體或氣體混合物。5.根據(jù)權利要求4的方法，其特征在于，加熱步驟包括將所述顆粒材料加熱到這樣的溫度，即該溫度足以提高所述顆粒材料的顆粒的延性和/或展性，但是基本上不足以使所述顆粒熔化或部分熔化。6.根據(jù)權利要求4的方法，其特征在于，加熱步驟包括在將所述顆粒材料放置在所述管狀構件內(nèi)的步驟之前加熱所述顆粒材料。7.根據(jù)權利要求4的方法，其特征在于，加熱步驟包括將顆粒材料加熱到20到1200t:。8.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于，所述至少一個激波氣體混合物，從而加熱所述顆粒材料。9.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于，該氣體或氣體混合物在與所述顆粒材料和/或所述管狀構件的反應性方面基本上保持惰性。10.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于，顆粒材料以從大約500m/s到大約1500m/s的速度離開所述噴涂端。11.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于，顆粒材料在從大約20'C到大約1200'C的溫度下離開所述噴涂端。12.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于，激波是由包含室的激波發(fā)生器生成的，該室容納有氣體或氣體混合物，該氣體或氣體混合物的壓力高于所述管狀構件內(nèi)的所述氣體或氣體混合物的壓力，該室內(nèi)的氣體或氣體混合物被釋放到所述管狀構件內(nèi)以生成所述激波。13.根據(jù)權利要求12的方法，其特征在于，在所述釋放之前，所述室內(nèi)的所述氣體或氣體混合物的壓力為從大約200kPa到大約20MPa，并且所述管狀構件內(nèi)的所述氣體或氣體混合物的壓力為或接近大氣壓力。14.根據(jù)權利要求12的方法，其特征在于，所述釋放步驟包括打開所述室和所述管狀構件之間的閥。15.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于，激波是通過化學或爆炸反應生成的。16.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于，所述放置步驟包括通過所述管狀構件的壁注射所述顆粒材料并注入所述管狀構件的內(nèi)腔。17.根據(jù)權利要求16的方法，其特征在于，所述注射步驟在或接近所述激波沿所述管狀構件通過時發(fā)生。18.根據(jù)權利要求3的方法，其特征在于，所述表面和所述管狀構件可相對于彼此移動，以允許所述材料沉積在所述表面的希望的范圍或區(qū)域上。19.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于，所述管狀構件具有沿其長度基本上均勻的橫截面面積。20.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于，所述管狀構件的長度為從大約lcm到大約2m。21.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于，所述顆粒材料包括金屬、金屬合金、陶瓷、金屬陶瓷、聚合物或非晶態(tài)材料。22.根據(jù)權利要求21的方法，其特征在于，所述顆粒材料包括銅、鋁、鎳或羥彿灰石。23.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于，所述表面包含金屬、金屬合金、陶瓷、金屬陶瓷或聚合物。24.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于，所述管狀構件包含金屬、金屬合金、陶瓷、金屬陶瓷或聚合物。25.—種裝置，該裝置用于將顆粒材料沉積在表面上，以便在沉積時或之后該顆粒材料至少部分地變形并與所述表面和/或顆粒材料本身熔合以形成該表面上的實體或涂層，該裝置包括用于接收所述顆粒材料的管狀構件，所述管狀構件具有噴涂端并容納有氣體或氣體混合物；激波發(fā)生器，該激波發(fā)生器用于生成至少一個激波，并使所述至少一個激波朝所述管狀構件的所述噴涂端沿所述管狀構件行進，并朝所述表面離開所述管狀構件，至少一些所述顆粒材料隨著所述激波或在其附近行進，并且被以這樣的速度投射到所述表面上，即該速度足以導致在撞擊所述表面時所述顆粒材料和/或所迷表面至少發(fā)生部分變形，并且所述顆粒材料與所述表面和/或如果存在的話已經(jīng)被沉積在所述表面上的顆粒材料熔合。26.根據(jù)權利要求25的裝置，其特征在于，所述激波發(fā)生器可連續(xù)生成兩個或更多個激波。27.根據(jù)權利要求25的裝置，其特征在于，所述激波發(fā)生器生成多個連續(xù)的激波，由此從所述管狀構件的所述噴涂端生成所述顆粒材料的一連串脈沖。28.根據(jù)權利要求21的裝置，其特征在于，所述裝置還包括預加熱部件，該預加熱部件在所述激波沿所述管狀構件通過之前預加熱所述顆粒材料和/或所述氣體或氣體混合物。29.根據(jù)權利要求28的裝置，其特征在于，該預加熱部件將所述顆粒材料加熱到這樣的溫度，即該溫度足以提高所述顆粒材料的顆粒的延性和/或展性，但是基本上不足以使所述顆粒熔化或部分熔化。30.根據(jù)權利要求28的裝置，其特征在于，該預加熱部件在將所述顆粒材料注入所述管狀構件之前加熱所述顆粒材料。31.根據(jù)權利要求28的裝置，其特征在于，該預加熱部件將顆粒材料加熱到20到1200°C。32.根據(jù)權利要求25的裝置，其特征在于，所述至少一個激波沿所述管狀構件通過使得加熱在所述激波處或附近的所述氣體或氣體混合物，從而加熱所述顆粒材料。33.根據(jù)權利要求25的裝置，其特征在于，在所述至少一個激波沿所述管狀構件通過以及所述顆粒材料朝所述表面投射期間，該氣體或氣體混合物在與所述顆粒材料和/或所述管狀構件的反應性方面基本上保持惰性。34.根據(jù)權利要求25的裝置，其特征在于，所述激波發(fā)生器生成具有這樣的速度的激波，即該速度足以使顆粒材料以從500m/s到1500m/s的速度離開所述噴涂端。35.根據(jù)權利要求25的裝置，其特征在于，所述激波發(fā)生器生成具有這樣的速度的激波，即該速度足以使顆粒材料在從20°C到1200。C的溫度下離開所述噴涂端。36.根據(jù)權利要求25的裝置，其特征在于，所述激波發(fā)生器包含室，并且通過向該室填充壓力高于所述管狀構件內(nèi)的所述氣體或氣體混合物的壓力的氣體或氣體混合物、并將加壓氣體或氣體混合物釋放到所述管狀構件內(nèi)來生成每個激波。37.根據(jù)權利要求36的裝置，其特征在于，在所述釋放之前，所述室內(nèi)的所述氣體或氣體混合物的壓力在大約200kPa和大約20MPa之間，并且所述管狀構件內(nèi)的所述氣體或氣體混合物的壓力為或接近大氣壓力。38.根據(jù)權利要求36的裝置，其特征在于，所述裝置還包括所述室和所述管狀構件之間的閥，并且所述釋放包括打開所述閥。39.根據(jù)權利要求25的裝置，其特征在于，所述激波發(fā)生器包括化學或爆炸反應部件，并且由所述化學或爆炸反應部件導致的化學或爆炸反應生成所述激波。40.根據(jù)權利要求25的裝置，其特征在于，所述裝置還包括顆粒材料的一部分放置到所述管狀構件內(nèi)的入口部件。41.根據(jù)權利要求25的裝置，其特征在于，在所述管狀構件的鄰近所述激波發(fā)生器的、與所述噴涂端相對的端部處將所述顆粒材料的每一部分注入所述管狀構件。42.根據(jù)權利要求25的裝置，其特征在于，所述表面和所述管狀構件可相對于彼此移動，以允許所述材料沉積在所述表面的希望的范圍或區(qū)域上。43.根據(jù)權利要求25的裝置，其特征在于，所述管狀構件具有沿其長度基本上均勻的橫截面面積。44.根據(jù)權利要求25的裝置，其特征在于，所述管狀構件的長度為從大約lcm到大約2m。45.根據(jù)權利要求25的裝置，其特征在于，所述顆粒材料包括金屬、金屬合金、陶瓷、金屬陶瓷、聚合物或非晶態(tài)材料。46.根據(jù)權利要求45的裝置，其特征在于，所述顆粒材料包括銅、鋁、鎳、鈦或羥磷灰石。47.根據(jù)權利要求25的裝置，其特征在于，所述襯底包含金屬、金屬合金、陶瓷、金屬陶瓷或聚合物。48.根據(jù)權利要求25的裝置，其特征在于，所述管狀構件包含金屬、金屬合金、陶瓷、金屬陶瓷或聚合物。49.根據(jù)權利要求25到49中任一項的裝置用于將顆粒材料沉積在表面上從而在所述表面上形成所述材料的至少一個層的應用。50.通過根據(jù)權利要求1到24中任一項的方法沉積顆粒材料所形成的材料。51.根據(jù)權利要求50的材料，其特征在于，該材料在村底上形成涂層或局部涂層。52.根據(jù)權利要求51的材料，其特征在于，該材料形成近終形狀。53.根據(jù)權利要求50的材料的應用。全文摘要本發(fā)明涉及一種用于將材料例如顆粒材料沉積在表面上的裝置和方法。該方法使用激波或壓縮波以根據(jù)需要將顆粒材料投射到表面上。這使得可制備具有例如非常好的密度和均勻性的固體物體或涂覆表面。文檔編號C23C8/60GK101218369SQ200680024923公開日2008年7月9日申請日期2006年5月8日優(yōu)先權日2005年5月9日發(fā)明者B·卓多恩申請人:渥太華大學