金属丝电爆炸是获取金属纳米级粉粒的有效途径, 电爆炸的演绎过程直接影响金属粉颗粒的尺度范围。采用纳秒级脉冲激光对爆炸过程的瞬态进行观察, 以激光干涉条纹为背景, 依据电爆炸过程中, 对条纹的扰动获取具有清晰边缘的爆炸区图像; 再根据激光穿过爆炸云团的透过率计算出不同时刻粉尘体浓度的三维分布图。测量结果表明: 通电后0.5 μs, 金属丝直径由03 mm扩展为4.7 mm,直到18 μs时扩展为28 mm, 而粒子的最大浓度由3×1021/cm3 减小为1.1×1020/cm3。整个扩展过程中, 粒子浓度沿径向呈现多个环带的分布形态。

薄壁成形一直是增材制造中的研究难点, 建立了粉末浓度和熔覆层截面形状的关系模型来研究增材制造中已成形的熔覆层对粉末浓度的影响, 而粉末浓度的变化会影响沉积实体的尺寸和形状精度。结果表明, 不同的熔覆层形貌会导致不同的粉末浓度分布, 从而进一步影响横截面轮廓。在搭接区域由于熔覆层截面轮廓的切向角, 粉末浓度在搭接区域的底部突然减小。沉积熔覆层的宽度与高度的比较大所引起的粉末浓度的增加小于较小宽高比的影响。粉末浓度的变化也会影响熔覆层的宽度和高度。另一方面, 由于粉末浓度的增加, 吸收了更多的激光能量, 导致激光能量密度在搭接的区域下降, 产生孔洞等缺陷。增大熔覆层的宽高比可以减小已成形的截面形状对粉末浓度的影响, 从而减少缺陷, 同时也能减少孔隙的产生, 实验也证实了这一点。

为了得到同轴送粉激光熔覆中激光束穿过粉末流后的能量变化，研究了粉末浓度分布对激光能量的衰减作用。模拟了稳态、存在基底和熔池的情况下粉末流的空间分布，通过粉末浓度与激光能量衰减的关系，得到了任意粉末分布及激光能量分布下的衰减率。研究了基底对气流场的作用以及基底对粉末的反弹作用两种因素对粉末浓度分布的影响，并比较了平顶形光束在不同熔池尺寸和送粉率下的衰减率。结果表明，存在基底时粉末流对激光的衰减率比无基底作用时一般高2倍以上，与送粉率成正比，在熔池尺寸较小时与其大小成反比。

为了检测粉末的流量,设计了一种激光再制造粉末输送流量检测系统,采用电容传感器来检测流量的变化并以2Cr13和H13金属粉末作为输送介质进行了测试试验。结果表明,输送介质为H13粉末的情况下获得较好的检测效果,在粉末的浓度变化大于10-1g/min时具有较好的分辨率。该系统可以用于送粉系统粉末流的检测。