干冰爆破的原理有3個關(guān)鍵因素：顆粒物動能、熱沖擊性效應(yīng)和熱動力學(xué)效用

第一、顆粒物動能

高速(超音速)噴管用于TOOICE工藝中的表面處理和涂層去除。由于機(jī)械能的沖擊力是顆粒物質(zhì)量和速度隨時間變化的產(chǎn)物，Tooice輸送系統(tǒng)軟件根據(jù)顆粒物進(jìn)入爆破工業(yè)生產(chǎn)時所能達(dá)到的最大速度保持固體二氧化碳顆粒的較大沖擊力。

即使在較高的沖擊速率和直接沖擊角下，固體CO2顆粒的力學(xué)效應(yīng)與其它材料(礫石、碎石、PMB)相比也不明顯。這是因為固體二氧化碳依賴于它的柔軟性，不像其他拋射介質(zhì)那樣致密和堅硬。此外，在碰撞過程中，顆粒物質(zhì)幾乎瞬間從固體變?yōu)闅怏w，這有效地提供了沖擊方程中基本不存在的恢復(fù)系數(shù)。沖擊能量很少轉(zhuǎn)化為涂層或基體，因此冷射流爆破過程被認(rèn)為是非磨料。

第二、熱沖擊性效應(yīng)

在撞擊過程中，CO2顆粒的瞬時升華(從固體到氣體的相變)吸收了非常薄的表面涂層或污染物表層的最大熱量。由于升華潛熱，吸收了較大的熱量。

從涂層到涂層內(nèi)連續(xù)微層的快速傳熱造成了兩者之間的較大溫差。這些急劇的熱梯度導(dǎo)致了兩個微層之間的局部高剪應(yīng)力。剪切應(yīng)力還取決于涂層的熱導(dǎo)率和熱膨脹/收縮系數(shù)以及底層基底的熱質(zhì)量。在很短的時間內(nèi)形成的高剪切會導(dǎo)致層間的快速微裂紋擴(kuò)展，導(dǎo)致基體表面的污染和/或涂層的最終粘著失效。

第三、熱動力學(xué)效應(yīng)

顆粒與表面之間的綜合能量耗散和快速傳熱導(dǎo)致固體CO2升華為氣體。氣體以毫秒為單位膨脹到近700倍的粒子體積，這實(shí)際上是碰撞點(diǎn)的“微爆炸”。

當(dāng)粒子變成氣體時，“微爆炸”會進(jìn)一步加強(qiáng)，從而將熱裂紋涂層顆粒從基片上提出來。這是因為粒子缺乏回彈能量，并且在撞擊過程中傾向于沿著表面分布它們的質(zhì)量。CO 2氣體沿表面向外涌動，產(chǎn)生“爆炸沖擊波前”，合理地在表面和熱裂涂層顆粒之間提供一個焦點(diǎn)區(qū)。這導(dǎo)致非常有效地提高了從表面去除粒子的能力。