涂層（coating）是涂料一次施涂所得到的固態(tài)連續(xù)膜，是為了防護，絕緣，裝飾等目的，涂布于金屬，織物，塑料等基體上的塑料薄層。涂料可以為氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)，通常根據(jù)需要噴涂的基質(zhì)決定涂料的種類和狀態(tài)。

    涂層分類

    依據(jù)美國 F.N.LONGO 對熱噴涂涂層的分類方法 , 涂層按功能可分為 :

    1、耐磨損涂層

    包括抗粘著磨損、表面疲勞磨損涂層和耐沖蝕涂層。其中有些情況還有 抗 低 溫 （<538 ℃ ） 磨 損 和 抗 高 溫（538 ～ 843℃ ） 磨損涂層之分。

    2、耐熱抗氧化涂層

    該種涂層包括高溫過程 （ 其中有氧化氣氛、腐蝕性氣體、高于 843℃的沖蝕及熱障 ） 和熔融金屬過程 （ 其中有熔融鋅、熔融鋁、熔融鐵和鋼、熔融銅 ）所應用的涂層。

    3、抗大氣和浸漬腐蝕涂層

    大氣腐蝕包括工業(yè)氣氛、鹽性氣氛、田野氣氛等造成的腐蝕 ; 浸漬腐蝕包括飲用淡水、非飲用淡水、熱淡水、鹽水、化學和食品加工等造成的腐蝕。

    4、電導和電阻涂層

    該種涂層用于電導、電阻和屏蔽。

    5、恢復尺寸涂層

    該種涂層用于鐵基 （ 可切削與可磨削的碳鋼和耐蝕鋼 ） 和有色金屬 （ 鎳、鈷、銅、鋁、鈦及他們的合金 ） 制品。

    6、機械部件間隙控制涂層

    該種涂層可磨。

    7、耐化學腐蝕涂層

    化學腐蝕包括各種酸、堿、鹽 , 各種無機物和各種有機化學介質(zhì)的腐蝕。

    上述各涂層功能中 , 與冶金工業(yè)生產(chǎn)有密切關系的是耐磨損涂層、耐熱抗氧化涂層和耐化學腐蝕涂層。

    應用領域

    1、蒙皮涂層

    能防護鋁合金不受高速飛行時風沙和雨水沖蝕，不受海水和航空燃料的腐蝕并能改善空氣動力學性能。涂層應經(jīng)得住 200℃左右瞬間溫度變化和強烈的日光輻照。飛機體積很大，烘烤條件受到限制，必須選用自干固化涂料，如丙烯酸或聚氨酯涂料。

    2、發(fā)動機涂層

    整臺發(fā)動機，從風扇到尾噴管的主要部件無不使用涂層。發(fā)動機涂層按用途分為抗氧化耐腐蝕涂層、隔熱涂層、耐磨涂層和封嚴涂層。

    ①抗氧化耐腐蝕涂層：早期發(fā)動機因工作時間短而高溫合金又含有足夠的鉻、本身能抗氧化，所以不施加涂層。然而，隨著發(fā)動機壽命的延長和溫度的提高，以及高溫鎳基合金中鉻含量降到原有的 50%，已不能抵抗高溫氧化和熱腐蝕，需要涂層防護。高溫氧化和熱腐蝕是渦輪葉片損壞的主要原因 , 可使工作壽命縮短到 300 小時。涂覆涂層后高溫部件工作壽命可延長 2 ～ 3 倍。壓氣機轉(zhuǎn)子和靜子葉片使用含鋁磷 （ 鉻 ） 酸鹽涂層保護。燃燒室既可使用高溫搪瓷又可涂覆含鋁磷 （ 鉻 ） 酸鹽涂層。渦輪轉(zhuǎn)子和靜子葉片多用加有鉻、鈦、硅、釔等改性元素的鋁化物擴散涂層或擴散障涂層。加力燃燒室使用高溫搪瓷或陶瓷涂層。發(fā)展中的金屬 - 鉻 - 鋁 - 釔包覆涂層的使用壽命比擴散涂層增加一倍以上，使用溫度達 1100℃。這種涂層常與氧化鋯基隔熱涂層組合使用，可降低溫度 50 ～ 100℃。

    ②耐磨涂層：影響發(fā)動機壽命的另一個因素是高溫磨損，包括撞擊磨損和微振磨損。爆炸噴涂或等離子噴涂碳化鎢 - 鈷、碳化鉻 - 鎳鉻涂層最為有效。涂覆后，零件的耐磨損壽命可延長7 ～ 100 倍，已在大型運輸機的發(fā)動機上廣泛使用。

    ③封嚴涂層：涂覆在發(fā)動機氣流通道的間隙部分。渦輪的徑向間隙每增大0.13毫米，發(fā)動機單位耗油量約增加 0.5%；反之，減少0.25毫米，渦輪效率提高1%。

    另外，減少壓氣機的徑向間隙還可以提高發(fā)動機的抗喘振能力，從而改善飛行安全性。常用的封嚴涂層要求硬度適中 , 既有強度又便于刮削。滑石粉涂層和鎳 - 石墨涂層已獲應用。正在研制中的氧化鋯涂層能承受 1300℃的高溫。

    3、溫控涂層

    航天器在太空的熱環(huán)境十分惡劣，背陽面溫度可達 -100℃，向陽面可達+120℃左右。為保證航天員的生命安全和儀器設備的正常運轉(zhuǎn)，在航天器表面涂敷溫控涂層可以平衡與空間的熱交換，維持艙內(nèi)的正常溫度。已經(jīng)獲得應用的溫控涂層有有機硅氧化鋅、硅酸鉀氧化鋯和氧化鋁涂層。

    4、火箭發(fā)動機涂層

    液體火箭發(fā)動機一般采用再生冷卻，不需要涂層保護，但有時為了增加溫降，在燃燒室內(nèi)壁噴涂氧化鋁或氧化鋯隔熱涂層。姿態(tài)控制火箭發(fā)動機多使用鈮、鉬等難熔合金，必須有防氧化涂層的保護才能工作。“阿波羅”號飛船指揮艙和登月艙的姿態(tài)控制火箭采用涂有二硫化鉬涂層的小型鉬合金發(fā)動機。

    5、偽裝涂層

    用以隱蔽軍事目標。現(xiàn)代偵察儀器探測能力已大大提高，偽裝涂料不僅要求顏色和外形與背景協(xié)調(diào)，而且要有與背景接近的光譜反射性能。偽裝涂層按適用的波段分為：反紫外、反可見光、反近紅外、反中紅外、反無線電波以及發(fā)展中的反多光譜照相偽裝涂料。飛行器可用單色保護迷彩偽裝，為使輪廓在復雜背景地區(qū)更難辨別，常采用變形迷彩。

    6、紡織涂層

    是一種均勻涂布于織物表面的高分子類化合物。它通過粘合作用在織物表面形成一層或多層薄膜，不僅能改善織物的外觀和風格，而且能增加織物的功能，使織物具有防水，耐水壓，通氣透濕，阻燃防污以及遮光反射等特殊功能。

    7、高溫電絕緣涂層

    用銅、鋁等金屬做成的導線外面，或有絕緣漆、或有塑料、橡膠等絕緣包皮。然而，絕緣漆、塑料、橡膠都怕高溫，一般超過 200℃就會集化，失去絕緣性能。而許多電線正需要在高溫下工作，那該怎么辦呢 ? 對，讓高溫電絕緣涂層來幫忙，這種涂層實際上是一種陶瓷涂層，它除了能在高溫下保持電絕緣性能外，還能與金屬導線緊密“團結(jié)”在一起，做到“天衣無縫”，任你將導線七繞八彎，它們也不會分離，這種涂層非常致密，涂上它，兩根電壓差很大的導線碰在一起，也不會發(fā)生擊穿現(xiàn)象。

    高溫電絕緣涂層根據(jù)其化學成分的不同，可分為許多種類。如石墨導體表面上的氮化硼或氧化鋁、氟化銅涂層，到 400℃仍有良好的電絕緣性能。金屬導線上的搪瓷到 700℃，磷酸鹽為基的無機粘結(jié)劑涂層到 1000℃，等離子噴涂氧化鋁涂層在 1300℃，都仍保持著良好的電絕緣性能。

    高溫電絕緣涂層已在電力、電機、電器、電子、航空、原子能、空間技術等方面獲得了廣泛的應用。

    8、硬質(zhì)合金涂層

    為了解決硬質(zhì)合金材料中存在的這種矛盾，更好地提高刀具的切削性能，比較有效的一種方法是采用各種涂層技術在硬質(zhì)合金基體上涂覆上一層或多層高硬度、高耐磨損性能的材料。硬質(zhì)合金刀具表面上的涂層作為一個化學屏障和熱屏障，減少了硬質(zhì)合金刀具的月牙洼磨損，可以顯著地提高加工效率、提高加工精度、延長刀具使用壽命、降低加工成本。

    9、刀具涂層

    刀具涂層技術通常可分為化學氣相沉積（CVD）技術和物理氣相沉積（PVD）技術兩大類。盡管 CVD 涂層具有很好的耐磨性，但 CVD 工藝亦有其先天缺陷：

    一是工藝處理溫度高，易造成刀具材料抗彎強度下降；二是薄膜內(nèi)部呈拉應力狀態(tài)，易導致刀具使用時產(chǎn)生微裂紋；三是 CVD工藝排放的廢氣、廢液會造成較大環(huán)境污染，與目前大力提倡的綠色制造觀念相抵觸，因此自九十年代中期以來，高溫 CVD技術的發(fā)展和應用受到一定制約。研究結(jié)果表明：與 CVD 工藝相比，PVD 工藝處理溫度低，在 600℃以下時對刀具材料的抗彎強度無影響；薄膜內(nèi)部應力狀態(tài)為壓應力，更適于對硬質(zhì)合金精密復雜刀具的涂層；PVD 工藝對環(huán)境無不利影響，符合現(xiàn)代綠色制造的發(fā)展方向。