低压等离子体喷涂(LPPS)是在20 世纪80 年代发展起来的，是为了克服大气等离子喷涂金属基涂层，尤其是采用钛、MCrAlY 等材料时喷涂过程中金属粒子的氧化而开发的一种新技术。与传统的大气等离子体喷涂相比，低压等离子体喷涂的合金涂层结合强度大于80 MPa，孔隙率通常低于1%或2%，低压等离子喷涂的环境压力一般为5~10 kPa，环境的低压使喷枪喷出的等离子体高温区域得到延长，并提高了等离子体射流的速度，同时等离子体射流密度变小，喷枪外部等离子体的加热能力降低，在一定条件下喷涂合金粉末材料可以形成等轴晶涂层，明显区别于大气等离子喷涂的层片状组织。

   热喷涂等离子体焰流的温度高达18000 K，远远高于传统的非冷却式温度传感器热电阻和热电偶的测量范围。热等离子体射流特性诊断的主要方法有焓探针法、静电探针法和光谱法等。Gindrat对低压等离子体射流特性的研究发现，低压条件下粒子的平均自由程甚至大于静电探针的尺寸，不能对低压热等离子体中的电子密度和温度进行准确测量；另外，使用焓探针法测量低压等离子体射流时，探针前会形成激波，目前还无法对测量数据进行合理解释。因此，对等离子体射流的诊断多采用非接触式发射光谱法，通过测量热等离子体连续发射谱线的相对强度，可以得到热等离子体射流中的电子温度，使用特征谱线的展宽可以计算出等离子体的电子密度。采用光谱法对等离子体的诊断已经进行了很多研究，周学铁等采用Cu 原子的VI 特征谱线对电磁/电热-化学等离子体的电子温度进行了测量和计算，董丽芳等设计了水电极放电装置，采用发射光谱法对产生的等离子体的分子振动温度、电子平均能量和电子激发温度等随气压的变化情况进行了研究。Semenov等采用多谱线斜率法，使用Ar I 原子谱线计算了大气压力下直流电弧等离子体射流中的轴向和径向电子温度。徐伟等测量了碳227.1 nm 谱线的线形分布，通过选点拟合得出辐射粒子的离子温度和旋转速度径向分布。但是，有关低压热喷涂等离子体射流光谱诊断的研究少见报道。本文用发射光谱法对低压下热喷涂等离子体射流中电子温度的测量原理进行了分析，研究了不同功率和不同探测距离条件下电子温度及电子密度的变化，为进一步了解低压电弧热等离子体的射流特性提供参考。实验方法和装置，实验中使用大连海事大学热喷涂研究中心的超低压等离子体喷涂与沉积系统，喷枪由涂钍钨阴极、铜阳极和一个喇叭形的喷嘴构成，阳极和喷嘴是分开的，阳极直径为6 mm，长度为20 mm，阳极与喇叭形的喷嘴中间有绝缘层相连接。为低压下等离子体焰流照片，低压环境下，等离子体的射流发生膨胀，使喷枪喷出的等离子体射流延长。

   在实验中首先对低压喷涂室抽真空，当真空室压力达到1000 Pa 左右时，向喷枪中通入氩气，然后引弧，并通入氢气，氩气的作用是启弧并稳定喷嘴中的电弧，但是热焓低，而氢气具有高的热导率，热焓高，可以增强颗粒的传热效果，实验使用的氩气流量为40 L/min，氢气流量为15 L/min，等离子炬的输出功率为23.2、29、34.8、40.6 kW，探测位置距喷枪出口轴向距离为150、200、250、300、350、400、450mm。研究不同输入功率和探测距离下，低压等离子炬中电子温度的变化。