4.2 Порошки

В большинстве случаев напыляемые материалы могут поставляться в виде порошков. Однако при одинаковых источниках теплоты покрытия, полученные напылением проволоки, имеют большую плотность и содержат меньшее количество окислов, чем покрытия, полученные напылением порошка того же материала.

К недостатку порошкового напыления следует отнести также сложность обеспечения постоянства расхода напыляемого материала, что обусловлено его гранулометрическим составом, формой частиц и другими факторами. Основным преимуществом этого способа напыления является низкая стоимость и простая технология получения порошков металлов, сплавов и химических соединений, из которых невозможно изготовить проволоку или пруток обычными методами ввиду их высокой твердости и хрупкости.

Существующие методы плазменного и детонационного напыления, предназначенные специально для нанесения покрытий из материалов, имеющих высокие температуры плавления, по своим конструктивным особенностям созданы для напыления порошков. При плазменном напылении материалов, имеющих невысокую температуру плавления, обычно используют такие же порошки, что и при газопламенном порошковом напылении.

Частицы порошков, используемых для напыления, должны иметь сферическую (рис. 4.2) или комкообразную форму (рис. 4.3). Такие порошки обладают хорошей сыпучестью, что позволяет достаточно просто регулировать и поддерживать постоянным расход напыляемого материала.

Рисунок 4.2 – Сферические частицы порошка (никелевый сплав)

Рисунок 4.3 – Комкообразные частицы порошка молибдена

На рис. 4.4 показаны частицы порошка, имеющие сложную форму с большим количеством выступов. Такая форма частиц затрудняет подачу порошка из бункера в горелку.

Рисунок 4.4 – Частицы порошка сложной формы

В бункере питателя во время работы образуются карнизы из порошка, которые периодически разрушаются, вызывая пульсацию расхода напыляемого материала, что снижает стабильность процесса напыления. Порошки с такой формой частиц имеют также большую удельную площадь поверхности и легко окисляются при движении в потоке горячего газа, что приводит к ухудшению качества напыляемого покрытия.

Размер частиц напыляемого порошка и его гранулометрический состав оказывают сильное влияние на процесс напыления и свойства получаемого материала. Размер частиц порошка в основном выбирают в зависимости от характеристик источника тепловой энергии (горелки) и теплофизических свойств напыляемого материала, температуры плавления, удельной теплоемкости, плотности и других параметров. Обычно при напылении мелкодисперсного порошка покрытие получается более плотным. Недостаток такого покрытия заключается в том, что в нем содержится большое количество окислов, возникших в результате перегрева частиц при дви­жении в высокотемпературном потоке газа.

При напылении порошка, состоящего из смеси частиц разных диаметров, более мелкие частицы расплавляются в непосредственной близости от места подачи порошка в сопло и собираются в комки, что в конечном итоге может привести к заплавлению отверстия, через которое подается порошок. Иногда эти комки вырастают до определенных размеров и время от времени отрываются и уносятся плазменной струей в виде больших капель на напыляемое покрытие, что может испортить внешний вид и качество обрабатываемой детали. Во избежание этого напыление желательно производить порошками определенной фракции. Для напыления в основном используют порошки с размером частиц 44…100 мкм. Естественно, что при хранении и использовании необходимо часто обращать внимание, чтобы порошки были сухими.

Рассмотрим химические составы и свойства порошков металлов, сплавов и различных соединений, используемых для напыления.

Металлы и сплавы. Цинк. В табл. 4.10 и 4.11 приведены характеристики цинковых порошков для напыления. Обычно эти порошки изготовляют методом распыления. Порошковое напыление цинка используют для получения антикоррозионных покрытий.

Таблица 4.10 – Гранулометрический состав и чистота цинкового

порошка для напыления (частицы сферической формы)

Марка	Насыпная плотность, г/см3	Чистота цинка, %	Гранулометрический состав (%) при диаметре частиц, мкм
			150	100	70	44	<44
Zn (AT)-100 Zn (AT)-150 Zn (AT)-200	2,7...3,1 2,7...3,1 2,7...3,1	99,8 99,8 99,7	<1 - -	10...20 <1 -	15...25 5...15 <1	30...40 35...45 35...45	30...40 35...55 55...60

Таблица 4.11 – Примеси, содержащиеся в цинковом порошке

для напыления, %

Марка	Cu	Pb	Sn	Fe
Zn (AT)-20-50 Zn (AT)-50-150 Zn (AT)-50-100	0,008 0,005 0,002	Следы Следы 0,030	0,003 0,002 -	0,001 - -

Алюминий. Свойства алюминиевых порошков приведены в табл. 4.12 и 4.13. Порошки получают распылением, их используют при напылении для получения антикоррозионных покрытий.

Таблица 4.12 – Гранулометрический состав и чистота

алюминиевых порошков для напыления

Марка	Насыпная плотность, г/см3	Чистота алюминия, %	Гранулометрический состав (%) при диаметре частиц, мкм
			175	150	100	70	44	<44
Al (AT)-80 Al (AT)-100 Al (AT)-150 Al (AT)-200	0,8...1,3 0,8...1,3 0,5...1,3 0,7...1,2	99,0 99,0 99,0 99,0	<1 - - -	2...15 <1 - -	5...15 5...15 <1 1	10...20 10...20 5...15 <1	25...35 25...35 30...40 25...35		25...40 40..50 45...60 65...75

Таблица 4.13 – Примеси, содержащиеся в алюминиевом порошке

для напыления, %

Марка	Si	Fe	Cu
Al (AT)-150 Al (AT)-высокой чистоты	0,097 0,044	0,10 0,015	0,010 0,010

Цинкоалюминиевые сплавы напыляют для получения антикоррозионных покрытий. Эти сплавы мало пластичны, поэтому из них трудно изготовить проволоку, и для напыления используют порошок. Характеристики этих порошков приведены в табл. 4.14 и 4.15. Порошок также изготовляют распылением.

Молибден очень широко используют для напыления (об этом уже говорилось в разделе проволочного напыления). Порошковый молибден применяют для плазменного напыления. На рис. 4.3 показаны частицы порошка молибдена (чистота выше 99,9%), предназначенного для напыления. Выпускаемый порошок хорошо просеян, и частицы имеют комкообразную форму, что позволяет легко производить его напыление.

Таблица 4.14 – Основные характеристики порошков

из цинкоалюминиевых сплавов (частицы сферической формы)

Марка	Насыпная плотность, г/см3	Содержание Zn-Al, %	Гранулометрический состав (%) при диаметре частиц, мкм.
			150	100	70	44	<44
40 Zn-Al-100 40 Zn-Al-200 60 Zn-Al-100 60 Zn-Al-200	1,6...1,7 1,6...1,7 1,7...1,8 1,7...1,8	99,4 99,2 99,7 99,5	<1 - <1 -	10…20	15...25 <1 15...25 <1	30...40 3...45 30...40 3...45	30...40 55...60 30...40 55...60

Таблица 4.15 – Химический состав порошков из цинкоалюминиевых сплавов, %

Марка	Zn	Al
40 Zn-Al-100 40 Zn-Al-200	40...45	55...60
60 Zn-Al-100 60 Zn-Al-200	55...60	40...45

Вольфрам. Из всех металлов вольфрам имеет наиболее высокую температуру плавления. Необходимо использовать вольфрам, содержащий небольшое количество примесей, особенно железа. Он интенсивно окисляется на воздухе при сравнительно невысокой температуре. В инертной же и восстановительной средах может выдерживать высокую температуру. При напылении покрытия вольфрам хорошо сцепляется с керамическими поверхностями и поверхностями твердого графита. Однако при напылении его непосредственно на графит в результате взаимодействия с графитом образуется карбид вольфрама, имеющий более низкую температуру плавления. Поэтому на графит предварительно напыляют танталовую подложку, а затем наносят слой вольфрама. Тантал в этом случае выполняет функцию барьерного слоя, препятствующего взаимодействию вольфрамового покрытия с основой. Покрытия, полученные плазменным напылением вольфрама, являются плотными и обладают лучшими характеристиками, чем полученные погружением в расплавленный металл или испарением в вакууме.

Свинцово-медные сплавы и свинцовистая бронза имеют низкую пластичность, что затрудняет изготовление проволоки. Поэтому они поставляются в виде порошков. Эти материалы используют для напыления подшипников. Свинцово-медные сплавы могут выдерживать высокую нагрузку без заеданий, что позволяет использовать их для высокоскоростных подшипников. В последнее время предпринимаются попытки напылять эти сплавы на подшипники различных машин. В табл. 4.16 и 4.17 приведены свойства свинцово-медных сплавов.

Таблица 4.16 – Основные характеристики порошков из свинцовой бронзы для напыления подшипников

(частицы сферической формы)

Марка	Насыпная плотность, г/см3	Чистота сплава, %	Гранулометрический состав (%) при диаметре частиц, мкм
			100	70	44	<44
KJ 1(AT)-150 KJ 2(AT)-150 KJ 3(AT)-150 KJ 4(AT)-150	5,6...6,0 5,6...6,0 5,5...5,9 5,3...5,8	99,5 99,5 99,6 99,6	<1 <1 <1 <1	13...23 13...23 13...23 13...23	20...30 20...30 20...30 20...30	50...65 50...65 50...65 50...65

Таблица 4.17 – Химический состав и твердость порошков

для напыления подшипников

Марка	Химический состав, %				НВ
	Cu	Pb	Примеси, меньше
			Fe	Sn
KJ 1(AT)-150 KJ 2(AT)-150 KJ 3(AT)-150 KJ 4(AT)-150	Основа » » »	38...42 33...37 28...32 23...27	0,8 0,8 0,8 0,8	1,0 1,0 1,0 1,0	30 35 40 45

Коррозионно-стойкая сталь и нихром. Такие же коррозионно-стойкие стали, как стали для проволочного напыления, изготовляют и в виде порошков, которые имеют специфические особенности. Порошковые покрытия из коррозионно-стойкой стали обладают антикоррозионными свойствами, жаростойкостью и износостойкостью.

Нихромовые покрытия (80% Ni—20% Cr) являются антикоррозионными и жаростойкими. При напылении керамики и других материалов тонкий слой нихрома может быть использован как подложка. Подложки из нихрома обеспечивают прочное сцепление с напыляемой на них керамикой. Помимо этого, они достаточно плотны и не позволяют агрессивным газам из атмосферы, проникающим через поры основного покрытия, взаимодействовать с защищаемым металлом.

Кобальтовые и никелевые сплавы. Сплавы на основе кобальта, включающие хром, вольфрам и железо, обладают высокой твердостью, которая практически не снижается даже при высоких температурах, износостойкостью и антикоррозионными свойствами. В большинстве случаев такие сплавы используют для напыления с добавками бора и кремния, образуя, как было сказано в предыдущем разделе, самофлюсующиеся сплавы, которые после напыления можно подвергать проплавлению. При плазменном напылении таких сплавов можно сразу после напыления получить плотное покрытие. Поэтому часто проплавления не проводят, а напыленное покрытие сразу после напыления вполне удовлетворяет поставленным требованиям.

Алюминид никеля. Для напыления освоен промышленный выпуск порошка алюминия, плакированного никелем. При напылении под действием высокотемпературной газовой струи расплавленный алюминий и никель вступают в экзотермическую реакцию, которая приводит к образованию соединений этих металлов. Большое количество теплоты, выделяющейся в результате образования алюминида никеля, позволяет частицам взаимодействовать с материалом подложки с образованием металлических связей, что обеспечивает высокую прочность сцепления напыленного покрытия.

Самофлюсующиеся сплавы. Напыление покрытий из самофлюсующихся сплавов и последующее их проплавление позволяет получать покрытия без пор. Обычно используют покрытия из самофлюсующихся сплавов, которые можно не подвергать последующему оплавлению. Самофлюсующиеся сплавы представляют собой сплавы на основе никеля, никеля и хрома или кобальта, содержащие добавки бора и кремния. Напыление порошков таких сплавов дает возможность получать покрытия, обладающие износостойкостью, эрозионной стойкостью, коррозионной стойкостью, стойкостью к окислению при высоких температурах и т. д. Эти материалы поставляются для напыления в виде порошков. В некоторых случаях их используют для напыления в виде прутков, которые или отливают, или формуют из порошков с добавкой смол.

В табл. 4.18 и 4.19 представлены марки самофлюсующихся сплавов на основе никеля, которые выпускаются в США фирмой «Wall Colmonoy».

Таблица 4.18 – Химический состав (%) и основные свойства

самофлюсующихся твердых сплавов типа колмоной

Сплав	Ni	Cr	B	Si	Fe	C	Другие элементы		HRC
Колмоной №4 Колмоной №5 Колмоной №6 Колмоной №70 Колмоной №20 Колмоной №50 Колмоной №56 С-290	32,80 77,35 73,75 62,45 87,25 11,00 75,35 37,00	10,00 11,50 13,50 11,50 5,00 25,00 12,50 13,25	2,0 2,50 3,0 2,50 1,00 3,00 2,75 1,50	2,25 3,75 4,25 3,25 3,00 2,75 4,00 2,50	2,50 4,25 4,75 3,75 3,50 1,00 4,50 45,00	0,45 0,65 0,75 0,55 0,25 0,75 0,70 0,45	- - - 16,00W - 10,00W 46,50 Co <0,20 Co	8,22 8,14 7,80 8,50 - - - -	35...40 45...50 56...61 50...55 15...20 - - -

Таблица 4.19 – Химический состав (%) и твердость

самофлюсующихся твердых сплавов Ni-Cr-Si-B

Сплав	Ni	Cr	B	Si	Fe	C	Другие элементы	HRC
Ni-Si-B	93,25 91,25 72,00	- - -	1,90 2,90 3,35	3,50 4,50 4,40	- - -	- - -	- - 20,15 Co	35 60 60
AMS 1775	65-75	13,0...20,0	2,75...4,75	3,5...5,0	3,5...5,0	-	-	-
Ni-Cr-Si-B	82,0 81,0 78,0 72,50 65...75 75...85 71...81 Основа » » » » » » - Основа	7,0 11,0 11,5 15,0 13...20 8,14 10,17 14,0 17,0 9,0 10,0 17,0 16,0 15,0 33,0 10,13	2,90 2,0 3,0 3,5 2,75...4,75 2...3 2...4 3,25 3,3 2,0 2,50 3,5 4,0 3,5 2,5... 3,5 1,75...3,25	4,50 2,0 3,5 5,0 <10 <8 <6 4,0 3,9 3,0 2,50 4,0 4,0 4,0 1,0 2,5... 4,0	- 2,0 3,5 - <10 <8 <6 4,0 3,0 3,75 2,5 4,0 2,5 4,0 - 2,5- 4,0	- 0,30 0,40 - <10 <8 <6 0,75 0,85 0,45 0,15 1,0 0,5 1,0 2,2 0,4... 0,7	- 1,5 Со - - - - - - - - - - 3,0 Cu 3,0Mo - 45,0 Co 18,0 W 15,17 W	60 38 48 60 56...61 35...40 45...50 59...62 59...62 35...40 30...35 60...65 59...62 30...38 60...65 50...55
Ni-Cr-Si-B+WC	46,0 14,0 46,0	11,0 3,5 8,5	2,5 0,8 1,65	2,5 0,8 0,95	2,5 0,8 1,5	0,5 0,1 0,45	35,0 WC 80,0 WC 5,0 WC	60...63 60...63 -

В последнее время в Японии налажен выпуск материалов, аналогичных этим. Так, колмоной №6 является типичным самофлюсующимся сплавом. Этот сплав обладает самой высокой твердостью. Колмоной №4 и 5 имеют более низкую твердость, но повышенную ударную прочность и низкую склонность к образованию трещин. В колмоное №70 содержится добавка вольфрама. Этот сплав обладает высокой твердостью при высоких температурах, а также значительной ковкостью и хорошими антиэрозионными свойствами. В колмоное №20 для улучшения обрабатываемости твердость понижена. Сплав С-290 после напыления не подвергается оплавлению, и покрытие используют с теми порами, которые образовались в процессе напыления. Этот сплав предназначен для напыления поверхностей подшипников. Сплав №75 отличается от колмоноя №6 лишь добавками карбида вольфрама. Покрытия из этого сплава обладают хорошими антифрикционными характеристиками. Сплав может содержать различные добавки карбида вольфрама (до 80%) [6].

Самофлюсующиеся кобальтовые сплавы, которые после напыления подвергаются оплавлению, представлены в табл. 4.20.

Таблица 4.20 – Химический состав (%) и основные свойства

самофлюсующихся сплавов на основе кобальта

Марка	Co	Ni		Cr		B		Si		Mo
Стеллит 10 Стеллит 100	38...42 68...72	24...28 <3		19...21 19...21		2,8...3,2 2,3...2,7		3,5...4,5 1,3...1,7		5,5...6,5 -
Марка	W						HRC
Стеллит 10 Стеллит 100	- 4,5...5,5		7,82 8,25		1080 1120		47-53 50-55		14,1 14,5

Типичными представителями их могут быть стеллиты, большое число марок которых выпускается промышленностью для напыления. Сплавы на основе кобальта обладают повышенной коррозионной стойкостью и износостойкостью при высокой температуре.

Керамика. К керамике обычно относят такие соединения, как окислы металлов, бориды, нитриды, силициды, карбиды и др. Керамика является тугоплавким материалом.

В настоящее время наиболее широко используют для напыления окись алюминия Al₂O₃, двуокись циркония ZrO₂ и карбид вольфрама WC.

Окислы. По сравнению с другими высокотемпературными материалами окислы имеют наиболее низкие электро- и теплопроводность и значительную прочность при высоких температурах.

Окислы можно разделить на простые и сложные. Простые окислы представляют собой соединения одного металла, а сложные — соединения двух или нескольких металлов. Различные окислы металлов могут взаимно образовывать химические соединения или твердые растворы. Наиболее высокие температуры могут, как правило, выдерживать простые окислы. Сложные окислы в большинстве являются тугоплавкими материалами, однако их температура плавления более низкая, чем температура плавления входящих в них компонентов.

Не все окислы при высоких температурах являются химически устойчивыми. Например, в восстановительной среде при высокой температуре окислы таких металлов, как церий, хром, кобальт, никель, олово, титан и цинк, легко восстанавливаются и превращаются в металлы или низшие окислы, имеющие невысокие температуры плавления. Напротив, тугоплавкие окислы ниобия, марганца, ванадия и урана становятся неустойчивыми в окислительной среде, превращаясь в окислы более высокой валентности, имеющие более низкую температуру плавления. При нагревании окиси хрома до 2000°С начинается ее резкое испарение. Окись бериллия ВеО, окись магния МgО, двуокись циркония ZrO₂ и окись тория ТhО₂ до высоких температур являются устойчивыми. Из табл. 4.21 видно, что температура, при которой эти материалы становятся неустойчивыми и взаимодействуют при нагревании в вакууме с другими материалами, очень высока [7].

Таблица 4.21 – Температура взаимодействия тугоплавких окислов

с различными материалами, ºС

Материал	C	W	Mo	ThO2	ZrO2	MgO	BeO
BeO MgO ZrO2 ThO2	2300 1800 1700 2000	2000 2000 1600 2200	1900 1600 2200 1900	2100 2200 2200 -	1900 2000 - 2200	1800 - 2000 2200	- 1800 1900 2100

Бориды тугоплавких металлов имеют высокие температуры плавления. При высоких температурах у них низкая упругость паров и хорошая электропроводность. Отличительной особенностью боридов является их значительная твердость. Однако в окислительной среде при температуре 1300…1500 °С они начинают окисляться, что является их недостатком. В нейтральной и восстановительной атмосферах, а также в вакууме бориды используют как жаропрочные материалы. Особым преимуществом боридов является возможность их использования в вакууме, так как они имеют низкую упругость паров. Необходимо иметь в виду, что бориды железа, алюминия и некоторых других материалов имеют сравнительно низкие температуры плавления и могут образовывать низкотемпературные эвтектики.

Покрытия из боридов в основном наносят плазменным напыле­нием. Интерес к этим покрытиям резко возрос с развитием космонавтики. Бориды хорошо поглощают нейтроны, что позволяет использовать их в атомной промышленности [5]. Общетехническое применение напыления покрытий из боридов еще недостаточно.

Силициды. Большинство силицидов имеют низкие температуры плавления. Однако в случае использования покрытий из них при высоких температурах может происходить самоуплотнение покрытий. Примеров использования силицидов в промышленности в качестве жаростойких материалов мало. Однако считают, что в будущем силициды молибдена, хрома и титана найдут широкое применение [7]. Силицид молибдена, например, устойчив на воздухе при температуре 1700 °С. Наносить покрытия из силицидов можно плазменным напылением [5].

Карбиды. Температуры плавления карбидов металлов значительно выше температур плавления самих металлов. Температуры, при которых происходит размягчение карбидов, превышают 3000 °С. При высокой температуре в окислительной атмосфере карбиды могут разрушаться. Однако большинство из них обладает в этих условиях лучшей жаростойкостью по сравнению с жаростойкими металлами. Кроме этого, значительная часть карбидов имеет большую стойкость против окисления, чем углерод и графит. Особенно высокой жаростойкостью обладают карбиды кремния и титана.

У карбидов даже при высоких температурах механические характеристики изменяются незначительно. Почти все карбиды обладают хорошей тепло- и электропроводностью. Карбиды бора, кремния, титана и вольфрама характеризуются высокой твердостью. Широко используют их в режущем инструменте и в качестве полировальных и износостойких материалов.

Для напыления в основном применяют карбиды вольфрама WC, титана TiC, циркония ZrC и тантала TaC. Наиболее широкое применение получил карбид вольфрама.

Нитриды хрупки и имеют низкую стойкость против окисления. Поэтому самостоятельно в качестве жаростойких материалов их не используют, а вводят в качестве добавок в другие жаростойкие материалы для улучшения некоторых характеристик.

Окись алюминия. Покрытия из чистой окиси алюминия имеют белый цвет. Они обладают хорошими теплоизоляционными свойствами и являются устойчивыми при высоких температурах. Если изделие, на которое наносится слой окиси алюминия, предназначено для работы при высоких температурах в окислительной среде, между основой и слоем окиси алюминия необходимо напылить промежуточный слой нихрома или другого жаростойкого материала. В случае отсутствия плотной переходной зоны через поры в покрытии из окиси алюминия агрессивная среда проникает к основе, что может привести к окислению границы раздела основа — покрытие и отслоению покрытия.

Покрытия из окиси алюминия можно напылять на трущиеся поверхности, работающие без ударных нагрузок. Эти покрытия обладают высокой твердостью, низким коэффициентом трения и химической устойчивостью, что позволяет считать их хорошими износостойкими покрытиями. Основными недостатками покрытий из А1₂О₃ являются хрупкость и низкая механическая прочность. При местных ударных нагрузках они могут откалываться от основы.

Покрытия из окиси алюминия, содержащие в твердом растворе небольшое количество окиси титана TiO₂ и следы некоторых других окислов, имеют зеленовато-серый цвет. Они отличаются от белых покрытий окиси алюминия лучшей пластичностью и большей стойкостью к ударным нагрузкам. Такое покрытие обладает хорошей износостойкостью, но несколько худшими термическими свойствами по сравнению с белым. Окись алюминия имеет, по крайней мере, семь модификаций. Основными фазами являются и , -фаза устойчива при высоких температурах и возникает в диапазоне 750…1200°С. Она является необратимой [8]. Покрытие, полученное путем напыления порошка окиси алюминия, не испытывает фазо­вых превращений ни при нагревании, ни при охлаждении. Оно обладает повышенной прочностью сцепления с основой и менее чувствительно к воздействию тепловых циклических нагрузок.

Двуокись циркония. Из рис. 4.5, на котором приведены кривые линейного расширения двуокиси циркония, видно, что при температуре 1200 °С протекает эндотермическая реакция, сопровождаемая усадкой, а при охлаждении до 1000 °С возникает сопровождаемая расширением материала экзотермическая реакция [7].

1 – моноклинная нестабилизированная двуокись циркония; 2 – кубическая модификация стабилизированной двуокиси циркония;

3 – полустабилизированная двуокись циркония

Рисунок 4.5 – Термическое линейное расширение двуокиси циркония

Это происходит в результате обратимых превращений моноклинной модификации 2гО2 в тетрагональную [8]. При обжиге двуокиси циркония с добавками СаО или МgО эти превращения можно подавить. Обработанная таким образом двуокись циркония называется стабилизированной и имеет кубическую решетку, которая остается неизменной при нагреве и охлаждении материала. Покрытия из стабилизированной двуокиси циркония обладают большей стойкостью к тепловым ударам и реже отделяются от основы, чем покрытия из нестабилизированной.

Для напыления обычно используют двуокись циркония, стабилизированную СаО (например, 93% ZrO₂, 5% СаО, 0,5% А1₂О₃, 0,35% SiO₂), которая выпускается промышленностью. Напыленное покрытие обычно имеет бледно-желтую окраску. Наиболее важными характеристиками покрытий из двуокиси циркония являются их высокая жаростойкость и очень низкая теплопроводность. Кроме того, покрытия из двуокиси циркония являются химически неактивными и имеют сравнительно невысокую упругость паров, что очень важно в случае использования в вакууме при высоких температурах.

Если основа, на которую наносится двуокись циркония, является нестойкой к окислению, то, как и в случае напыления окиси алюминия, двуокись циркония следует напылять на предварительно нанесенную на основу подложку из нихромовых сплавов.

Карбид вольфрама обладает очень высокой твердостью (твердость по Моосу равна 9, микротвердость при нагрузке 50 г составляет 2400 МПа) и является типичным износостойким материалом.

При нагревании на воздухе или в кислороде WC постепенно окисляется и превращается в WO₃. В большинстве случаев применяют не чистый карбид вольфрама, а его смесь с кобальтом или другими металлами (используют смесь порошков или спекают карбид вольфрама с выполняющим роль связующего вещества кобальтом, а после этого изготовляют порошок). Обычно содержание кобальта в смеси составляет от нескольких до ≈ 20%. Карбид вольфрама можно вводить в самофлюсующиеся сплавы. При этом содержание его в сплаве составляет 30…80%.

Из чистого WC трудно получить покрытие, так как при напылении он легко разлагается на W₂O и С. Поэтому более целесообразным является напыление смеси карбида вольфрама с кобальтом или их композиции, прошедшей предварительную обработку. При этом достигается более высокая производительность процесса напыления.