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超硬质纳米陶瓷涂层通常是指由III、IV和V主族元素组成的共价键化合物（碳化物、氮化物）和单质（金刚石）的组合，包括单晶，多晶和非晶。如金刚石、立方氮化硼（C-BN）、氮化碳（C3N4和CNX）、氮化硼（BCN）和类金刚石碳（DLC）等。其硬度非常高，接近天然金刚石的硬度。通常，超硬质涂层的硬度高于800GPA；然而，一些学者认为高于400GPA的共价键化合物涂层是一种超硬质涂层，类金刚石涂层的硬度变化很大，这与结构中的SP3键含量有关。

四方无定形碳TA-C也是无氢的，也称为无定形金刚石涂层，并且被认为是超硬质涂层，而其他类金刚石涂层通常被认为是硬涂层。除钻石外，其他材料均为合成材料，没有天然材料。此外，近年来已经广泛研究的纳米多层结构涂层和纳米晶复合涂层的硬度也在超硬质涂层的硬度范围内，并且具有综合优异的性能，因此受到青睐。超硬纳米陶瓷涂层材料可分为一元（元素）化合物，二元化合物，三元化合物，以及可能的更多分子化合物。
喷涂超硬质涂层材料的主要特点是：
1.化学键主要由共价键组成，离子键成分小。
2.它由元素周期表第二和第三循环的氮和铌碳化物和第III和IV族元素化合物组成，并且构成元素的原子半径小。