在对冰的物理属性及其力学特性进行完整探讨的基础上，对冰射流中所使用冰粒的温度提出维持在-30℃以下的要求．通过球状液滴冻结过程的传热分析，得出影响结冰时间的主要因素有低温环境温度、液滴表面对流换热系数及液滴直径．依据热量传递的守恒性获得液滴结冰时间的理论计算表达式，该式表明，结冰时间与液滴粒径的平方成正比．基于以上理论分析所得结论，设计出合理的冰粒制备装置以制取冰射流中所需要的冰粒．实验表明，常温水在预冷器中被预冷至0℃，通过该实验装置可以连续稳定的制取出-71℃以下、平均粒径为100μm的低温微细冰粒．

通过对磨料水射流切割金属材料过程的能量转移过程的分析，并且将粉碎原理中的比表面能的理论引入切割深度的分析。得出了不同金属材料被切割时由于比表面能的不同，在相同的切割参数的情况下达到相同切割深度时候的切割速度不同。并且通过试验加以验证，同时得出316不锈钢和6061铝合金板材切割时的可加工性特征系数。该系数可以很好的用于磨料水射流切割时候的参数设定。

针对铝合金2A12基体开展冰射流表面脱漆试验研究，重点研究了在定点喷射条件下，冰射流喷射压力和喷射时间对表面脱漆效果和基体表面形貌的影响。试验结果表明，在0．2 MPa喷射压力下，冰射流可有效清除铝合金表面有机油漆涂层，而且喷射压力越高，表面脱漆就越彻底。在各种冰射流条件下，脱漆后的基体表面粗糙度不存在明显的变化规律，同时基体表面的SEM图反映出在较低喷射压力0．5MPa下，基体表面未发生明显塑性变形；在0．7MPa喷射压力下，经过7s喷射时间，基体表面会出现少量由高速冰粒冲击产生的冲蚀坑，而且喷射时间为15s时，冲蚀坑的数量有所增加。