由于其粉末输送速度超过音速，故而得名。超音速激光沉积技术原理见图。该技术是在冷喷涂的过程中利用高功率激光同步加热喷涂颗粒和基体，使两者得到有效软化，从而大大降低颗粒沉积所需的临界沉积速度，增强了冷喷涂的能力。由于临界沉积速度的降低，可用价格低廉的氮气或者压缩空气来替代昂贵的氦气加速喷涂颗粒，实现硬质材料的沉积，在降低成本的同时扩大了冷喷涂技术可沉积材料的范围。

图 超音速激光沉积技术原理示意图

一方面，超音速激光沉积技术由于保持了冷喷涂固态沉积的特征，可以维持沉积材料的微观结构和原始成分，从而可以有效避免激光熔覆、热喷涂等高热输入技术存在的氧化、分解、相变、变形及开裂等热致不良影响；另一方面，与单一的冷喷涂技术相比，超音速激光沉积技术由于引入了激光辐照对沉积粉末材料和基体材料进行软化，可提高二者的塑性变形能力，从而提高沉积层的沉积效率、致密度以及结合强度等。超音速激光沉积技术由于结合了激光辐照软化和冷喷涂固态沉积的优势，可获得单一激光熔覆或单一冷喷涂技术无法获得的高性能。

国内外研究学者利用该技术成功实现了Ni60、Stellite-6、W等单一高强度材料以及WC/SS316L、WC/Stellite-6、Diamond/Ni60等高性能复合材料的沉积。特别是Diamond/Ni60复合材料的沉积，突破了单一冷喷涂和激光熔覆的技术极限。由于Ni60和金刚石均为高硬度材料，塑性变形能力差，仅依靠单一冷喷涂无法实现有效沉积；而Ni60在激光熔覆中极易开裂，金刚石受热容易石墨化，依靠激光熔覆也很难实现该复合材料的制备。因此，超音速激光沉积是一种具有高效率、高性能、低成本的新型制造技术，在材料表面改性以及增材制造领域具有广阔的应用前景。