随着高端装备的飞速发展，对零部件的耐磨、抗腐蚀、热障、自润滑等性能提出了越来越高的要求。有资料表明，因为摩擦磨损，消耗了世界上1/3的一次能源；因为磨损，造成80%的机械零部件报废；因为腐蚀，我国每年损失15000亿元。出自中国工程院的相关统计表明，磨损和腐蚀给我国所造成的损失竟占GDP的9.5%。
目前，传统涂层材料通常具有微米级晶粒尺寸，提高传统材料性能的空间几近于零。所以发展高性能涂层材料就要使材料具有纳米级晶粒尺寸，因为纳米材料能够赋予产品许多重要的优越性能。热喷涂高性能纳米涂层主要用于各种特殊要求的表面防护、各种功能的实现及易损零部件的再制造等，可广泛应用于航空、航天、船舶、武器装备、电力、冶金、纺织、机械、生物工程等各个领域，以达到耐磨、耐蚀、隔热、隐身、减震、降阻、抗氧化、绝缘、导电、防辐射等目的。
随着环保呼声日益高涨，在耐磨耐蚀领域应用甚广而有毒有害的电镀硬铬技术开始退出历史舞台。HVOF喷涂WC-Co系涂层因具有制备工艺环境友好、成本低、涂层性能优异等特点，成为镀硬铬的主要替代技术。随着纳米粉体制备工艺的不断成熟，纳米结构涂层的研究表现出极大的生命力，是未来高性能涂层的主要发展方向。与传统结构WC基金属陶瓷涂层相比，纳米结构WC基金属陶瓷涂层，尤其是改性纳米结构WC基金属陶瓷涂层的性能显著提高。
先进飞机迫切需要高性能的国产航空发动机，舰船、电力装备等迫切需要高性能的燃气轮机。2012年6月，由两院院士师昌绪牵头，组织两院院士提出了“我国航空发动机和燃气轮机工程咨询研究报告”。于是最近几年，国家加快了高端动力装备发展的步伐。如今，航空发动机和燃气轮机（2机）已经被列入国家重大科技专项，投入逾千亿元资金，成为国家战略。另一方面，随着我国增材制造技术的进展，或将采用高性能涂层材料作为耗材，3D打印新型发动机和燃气轮机部件。然而，不论是2机或是3D，其发展都受到材料瓶颈的制约，都亟需先进的热喷涂纳米涂层材料或增量耗材。
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