在噴涂時(shí)，有時(shí)只允許或只需要在零件上噴涂一種材料。如在銅的基體上噴涂銅及其合金時(shí)，只允許直接用銅及其合金粉末噴涂；如果先噴涂一層鎳包鋁反而是不可取的，因?yàn)殂~基體的導(dǎo)熱系數(shù)大，在其上噴涂鎳包鋁，得不到自粘結(jié)性涂層。但是在多數(shù)情況下，單一材料的涂層是不能滿足要求的，往往需要選用多種材料的復(fù)合涂層系統(tǒng)。常用的復(fù)合涂層系統(tǒng)有：多層復(fù)合涂層、混合粉涂層、復(fù)合粉涂層。
1．多層復(fù)合涂層和混合粉涂層
在高溫工作環(huán)境下往往需選用在高溫下穩(wěn)定的和耐熱性能良好的耐高溫氧化物涂層，如氧化鋁、氧化鋯、鋯酸鎂作為涂層材料。但它有很多不足之處：(1)氧化物與金屬的結(jié)合強(qiáng)度較低；(2)氧化物涂層往往含有10～15%的氣孔，并且其中一部分是通孔，介質(zhì)可以通過(guò)氣孔與基體發(fā)生作用；(3)氧化物的膨脹系數(shù)較低，與金屬不匹配，抗熱震性能不好。因此廣泛地采用在氧化物涂層下施加底層的方法來(lái)彌補(bǔ)這些缺點(diǎn)。另外在某些情況下，選用底層的目的是防止表層與基體的相互作用。例如為防止鎢涂層與石墨基體生成碳化鎢，而在石墨基體上先噴涂鉭作底層。
對(duì)底層的要求是：(1)它與基體及與后續(xù)的涂層結(jié)合良好；(2)涂層比較致密，抗氧化性好；(3)膨脹系數(shù)介于基體和后續(xù)涂層之間，以減少因熱膨脹系數(shù)的不同而引起的應(yīng)力。常用的底層材料有Mo、Ni-Al等自粘結(jié)材料。其中Ni-A1的應(yīng)用較為廣泛，它的優(yōu)點(diǎn)是：能與多種材料粘結(jié)，結(jié)合強(qiáng)度較高，涂層本身致密，抗氧化性能好。但在銅合金等材料上不適用。
為提高陶瓷耐熱涂層的抗熱震性，通常采用多層復(fù)合涂層；為使金屬基體向陶瓷表層逐步過(guò)渡，采用了三層的復(fù)合層，即：金屬底層、金屬陶瓷過(guò)渡層和陶瓷表層，金屬陶瓷過(guò)渡層可以采用三種方法。第一種是金屬與陶瓷粉末混合噴涂，這種方法比較簡(jiǎn)便，也是可行的。但由于兩種粉末的比重不同，混合粉在送粉過(guò)程中成分變得不均勻，而且兩種粉末的熔點(diǎn)、比熱、導(dǎo)熱率相差懸殊，要使這兩種粉末都充分熔化，就必須分別嚴(yán)格控制兩種粉末的粒度。第二種是分別用兩個(gè)送粉器從兩個(gè)送粉口把金屬和陶瓷兩種粉末送入焰流。使熔點(diǎn)高、導(dǎo)熱率低的陶瓷粉從焰流的上游送入，以增加粉末與高溫區(qū)的接觸時(shí)間，從而得到充分加熱；易熔化的金屬粉末從焰流下游送入，使得金屬粉不至于過(guò)熱和蒸發(fā)。第三種是采用包復(fù)粉末，例如鎳包氧化鋁等。這種粉末中每粒氧化鋁粉均包有一層鎳，因此所得涂層成分比較均勻恒定，不會(huì)產(chǎn)生偏析。缺點(diǎn)是粉末的成本較高。
近來(lái)復(fù)合耐熱涂層也有采用階梯涂層的。如用多臺(tái)送粉器的送粉系統(tǒng)制造以鎳鈷鉻鋁釔與氧化鋯兩組分成連續(xù)變化的階梯涂層。這種涂層系統(tǒng)的抗熱震性與抗氧化性都優(yōu)于Ni-A1(或Ni-Cr)、Ni-A1(或Ni-Cr)+ZrO2、ZrO2的三層涂層系統(tǒng)，可用于更重要的航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件上。
2．復(fù)合粉末涂層
復(fù)合粉末的出現(xiàn)顯著地?cái)U(kuò)大了涂層材料的應(yīng)用范圍，改善了涂層性能。它具有以下獨(dú)特性能：
（1）可根據(jù)需要，采用不同的制造方法，制備出具有不同要求的綜合性能的涂層，特別是金屬或合金與非金屬陶瓷制成的復(fù)合粉末涂層，更是其他方法難以達(dá)到的；
（2）具有單一顆粒的非均質(zhì)性與粉末整體的均質(zhì)性的統(tǒng)一。所得的表面涂層具有均勻的綜合物理化學(xué)性能。因此，在貯運(yùn)和使用過(guò)程中，就不會(huì)出現(xiàn)成分偏析傾向，從而避免了由此造成的涂層質(zhì)量不均勻的缺陷；
（3）芯核材料受到包覆層或包覆粉末的保護(hù)，能夠避免或減少熱噴涂過(guò)程中，因高溫火焰的作用而產(chǎn)生的元素的氧化燒損、失碳、揮發(fā)等現(xiàn)象，從而獲得高性能的涂層；
（4）選擇適當(dāng)?shù)慕M分配制復(fù)合粉末，使在熱噴涂的火焰溫度下，粉末組分間能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成熔點(diǎn)比粉末各組分的熔點(diǎn)更高的金屬間化合物，伴隨著放出大量的熱，對(duì)粉粒和基體表面輔助加熱，得到致密的涂層；
（5）噴涂復(fù)合粉末與噴涂混合粉末相比，不僅涂層性能優(yōu)異，而且噴涂速率和沉積效率也要高的多，從而可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。