涂層是涂覆在物體（即基材）表面的覆蓋層，可具有不同的功能，例如：裝飾性、功能性或兩者兼有。
表面涂層示例：
- 為保護建筑物和房屋的內外墻而開發的建筑涂料
- 為保護機械零件免受化學腐蝕和天氣條件的影響而開發的工業涂層。
- 為促進接觸表面的低摩擦和提高耐磨性而開發的摩擦涂層。
對于在基材上構建的聚合物涂層，它們一開始以涂料的形式呈現，以共形的方式應用于零件的幾何結構上。然后涂料經過干燥和固化，形成最終的功能性涂層
金屬涂層
金屬涂層通常由金屬基材的保護層組成，該保護層具有抗腐蝕性，并保護表面免受環境條件的影響。這是通過改變金屬表面本身的性質來實現的。
在表面涂覆金屬涂層的技術多種多樣。金屬涂層應用/使用技術的一些示例如下：
- 熱浸鍍鋅是指在高溫下將鐵質材料浸入熔融鋅液，用鋅層涂覆鐵質材料的工藝。在工藝結束時，材料表面含有碳酸鋅（ZnCO3），由于其強度和穩定性，它能夠保護鋼表面免受腐蝕和劃傷。
- 電鍍：通過電解將其他金屬涂覆在金屬表面，以增強金屬基材的抗腐蝕性。
- 陽極氧化：這是一種使用電解鈍化法促進金屬天然氧化物層厚度增加的工藝。因在電解池系統中作為“陽極”部件處理，因而出現了“陽極氧化”（“Anodization”）這一術語。
類金剛石碳（DLC）涂層
DLC或類金剛石碳結構是非晶碳（以sp3的形式呈現）的亞穩態形態，具有較高的機械阻力和耐化學性、或多或少的柔性以及取決于所用非晶碳的光學性能[1]。DLC涂層由于應用范圍廣泛，已成為最常用的碳涂層之一。它可以用作光學窗、磁性存儲磁盤、汽車零件等的保護涂層。
這些涂層通常采用物理氣相沉積工藝生產，如濺射、離子束、脈沖激光沉積和陰極真空電弧系統。這些技術大多基于沉積技術，其中碳原子以恒定的已知能量充電，然后被“轟擊”到基材上。每單位離子的能量因各沉積技術而異。因此，采用不同沉積技術制備的DLC涂層具有不同的特性。
因為具有較高的耐磨料磨損/抗粘著磨損性能，在高接觸壓力條件下表現優異，因此最近有報道將DLC涂層稱為摩擦涂層。然而，在鐵基材料中，重要的是確保涂層不會暴露在高溫下，否則基材（或摩擦對偶面）則會滲碳，吸收涂層中的碳形態并降低其硬度。
陶瓷涂層
陶瓷涂層可以在保持其陶瓷特性的同時在成分上大相徑庭。
這些涂層也可以通過物理氣相沉積或化學氣相沉積工藝形成，但也適用于通過高速火焰噴涂（HVOF）等熱噴涂技術或冷噴涂進行應用。
由氧化鋁（Al3O2）和碳化硅（SiC）組成的氧化鋁涂層是一種眾所周知的陶瓷涂層，但這種涂層的種類非常廣泛，并且仍在不斷擴大。
混合陶瓷-聚合物涂層
雜化陶瓷-聚合物涂層由合成二氧化硅或其主要結構中的二氧化硅基成分制備而成。通常，這些涂層通過溶膠-凝膠技術生產。
雜化陶瓷-聚合物涂層的特點是具有較高的耐劃傷性和硬度，以及較高的化學穩定性和熱穩定性、可控的孔隙率、生物惰性和高透明度[2]。
因具有可調節的能力，這些涂層可用于不同類型的應用。溶膠-凝膠工藝本身就是一種具有成本效益的方法，可以使表面功能化并賦予其更高的性能。
聚合物涂層
聚合物涂層是聚合物薄膜（通常稱為塑料），將其在表面上涂覆一層，為涂層表面提供功能、裝飾或保護的性能。
聚合物材料多功能、低成本和可定制的特點，因而應用廣泛。盡管聚合物合成技術能夠對本體形式的聚合物材料的性能進行極好的控制，但當涉及到理解表面相互作用和涂層形式的聚合物時，仍有大量變化尚在研究。這些材料在涂層形式中的所有適應性、與基材和對偶面的相互作用（在摩擦學應用中）都是由表面科學決定的，它可以貫穿聚合物涂層“涂料”的配方至其制造和應用。
可以用作聚合物薄膜基底的聚合物（或聚合物混合物）以及對涂層有能動功能的填料（有機或無機）具有很大的可變性。例如，顏料（通常是無機的）能夠改善涂層的顏色和不透明度，或聚四氟乙烯、PTFE（有機的）能夠減少涂層表面的摩擦。
（在聚合物涂層中）涂料的定義
涂料是不同成分（如顏料、樹脂/粘合劑/基材、載體/溶劑和添加劑）以液體或膏狀形態混合/懸浮的總稱。
有兩種不同類型的涂層：
- 粉末涂層：由100%粉末形態的活性材料混合物組成。
- 液體涂層：由包含4種成分的混合物組成。
- 填料（可包括顏料）提供功能性和/或美學特性。
- 粘合劑將填料“粘合”在一起，形成漆膜。
- 溶劑/載體*是懸浮成分的液體，允許在表面涂敷涂料，并在涂料干燥/固化的過程中完全釋放。溶劑可以是有機溶劑或水。
- 添加劑可提供特定的涂層性能和/或可改善漆膜質量。
*-有一種粘合劑不需要溶劑/載體，并可保持液體形態與其他添加劑相融合。
在液體涂層的類別中，有兩種不同的形式的粘合劑值得一提：
- 溶液基涂層：粘合劑材料最初溶解形成液體樹脂，然后與其他成分相融合。
- 分散體基涂層：粘合劑材料不能溶解于所有工業用溶劑中，必須分散到溶劑中，然后與填料相融合。在該步驟中，粘合劑材料必須具有形成和構建薄膜的能力，例如聚醚醚酮（PEEK）一類的熱塑性聚合物材料。
涂料通常可以用刷子、滾筒或噴霧器涂覆在物體表面，形成一層輕薄的干膜。
[1] Robertson, J. (2002). "Diamond-like amorphous carbon". Materials Science and Engineering: R: Reports. 37 (4–6): 129–281. doi:10.1016/S0927-796X(02)00005-0.
[2] Handbook of Nanomaterials for Manufacturing Applications. A volume in Micro and Nano Technologies Book, 2020
