微结构对涂层性能起着极其重要的作用，即使引入少量的纳米颗粒也会明显改善涂层的性能。例如，将粗颗粒WC/Co和细颗粒的纳米晶颗粒相混合（粗粉和细粉的比例为70/30），并烧结得到可喷涂的粉末。这样在喷涂过程中，纳米晶颗粒材料迅速熔化，而粗颗粒就不一定需要熔化，当熔化的纳米材料填充到软化的被包覆颗粒的孔隙中时，就形成了一个致密的涂层，粗颗粒提供了一个硬的、结实的表面，这是优异的耐磨损阻力所需要的，而且这种粉末在喷涂过程中几乎不发生脱碳反应。这种多重形态的涂层类似于是混凝土，粗颗粒的WC相当于砾石，细颗粒的WC相当于沙子，Co基体相当于水泥。这种涂层具有适度的硬度、异常好的抗磨损阻力和明显改善了的涂层韧性。
另外，把少量的纳米SiO2粉末（2%）和微米级的TiO2粉末均匀混合，得到各向同性的纳米SiO2涂覆TiO2粉末，粒度为150微米，然后用该粉末进行等离子喷涂，并与传统的TiO2涂层进行了比较，涂层的硬度和孔隙率明显得到了改善，传统涂层的硬度和孔隙率分别是630（V200）和7.5%，而纳米结构涂层的硬度和孔隙率分别是750（V200）和4.6%。
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