در فرآیندهای اسپری سرد از جریان گاز فشرده ای استفاده می شود که با سرعت اولتراسونیک جریان دارد تا ذرات را بر روی یک زیرلایه به حرکت درآورد و به آن ضربه بزند. ضربه باعث جوش پلاستیک و میکروجوش سرد ذرات به سطح می شود. این فرآیند شبیه جوشکاری انفجاری در مقیاس میکرو است.

در فرآیندهای اسپری شعله پودر، یک پودر مصرفی به یک تفنگ وارد می شود که در آن شعله ذوب شده و ذرات را اتمیزه می کند. قطرات به سمت سطحی که با شن و ماسه منفجر شده است رانده می شوند، جایی که برخورد کرده و جامد می شوند و پوششی را تشکیل می دهند.

در فرآیندهای اسپری شعله Rokide یا Rod، یک میله سرامیکی یا فلزی مصرفی به یک تفنگ وارد می شود که در آن شعله ذوب شده و میله را اتمیزه می کند. قطرات به سمت سطحی که در آن شن و ماسه انفجار شده است رانده می شوند، جایی که برخورد کرده و جامد می شوند و یک پوشش تشکیل می دهند.

فرآیندهای پاشش شعله قوس از یک منبع حرارتی احتراق اکسی سوخت برای ذوب مواد سیم مصرفی و به حرکت درآوردن قطرات به سمت سطح سنگ ریزه استفاده می کنند. قطرات به سطح برخورد کرده و جامد می شوند.

فرآیندهای اسپری حرارتی با سوخت اکسی با سرعت بالا (HVOF) از گاز احتراق شده ای استفاده می کند که با سرعت های مافوق صوت جریان دارد تا ذرات را ذوب کرده و به سمت یک بستر سوق دهد. الماس های شوک معمولاً در جریان خروجی احتراق قابل مشاهده هستند. گرمای احتراق ذرات را تا حدی ذوب یا نرم می کند. تاثیر ذرات بر روی بستر فرآیند ذوب یا پیوند را با تبدیل انرژی جنبشی به گرما تکمیل می کند. سیستم های HVOF معمولا از یک تغذیه محوری استفاده می کنند. سیستم های تغذیه محوری پودر یا محیط پوشش را به مرکز جریان تزریق می کنند که می تواند به حذف تشکیل ذرات ذوب نشده در پوشش کمک کند.

در فرآیند روکش لیزری، یک پرتو لیزر به یک سطح هدایت می شود تا یک حوضچه مذاب را تشکیل دهد. سپس یک پودر یا سیم به پرتو و حوضچه مذاب تزریق می شود. این فرآیند یک پیوند متالورژیکی یکپارچه بین رسوب و بستر با حداقل و حرارت ورودی کنترل شده ایجاد می کند. ورودی گرمای کنترل شده منجر به یک لایه روکش شده با ناحیه تحت تأثیر حرارت کوچکتر در مقایسه با سایر فرآیندها می شود.

در فرآیندهای اسپری پلاسما، یک پودر قابل مصرف به تفنگی وارد می شود که در آن پلاسما ذوب شده و ذرات را اتمیزه می کند. قطرات به سمت سطحی که با شن و ماسه منفجر شده است رانده می شوند، جایی که برخورد کرده و جامد می شوند و پوششی را تشکیل می دهند.

در فرآیند قوس انتقال یافته پلاسما (PTA)، قوسی که بین الکترودهای داخلی تفنگ تشکیل می‌شود، پلاسما تولید می‌کند و سپس قوس بین تفنگ و قطعه کار منتقل می‌شود. مواد مصرفی یا پودرهای پوشش به حوضچه جوش وارد می شوند که در آن روکش پوششی، پوشش سخت یا پوشش سخت ایجاد می شود.

در سیستم‌های RF یا پلاسمای القایی، از میدان الکتریکی برای القای جریان در منبع گرمای پلاسما و حفظ آن استفاده می‌شود. منبع بالقوه آلودگی حذف می شود زیرا از الکترودها برای انتقال نیرو به پلاسما استفاده نمی شود.

پاشیدن پلاسما در یک محفظه با اتمسفر کنترل شده انجام می شود که در آن جو معمولاً یک خلاء یا یک گاز بی اثر با فشار کم است. اتمسفر تمیز محفظه امکان آلودگی هوا را به دلیل وجود اکسید یا نیترید از بین می برد.

فولادهای کربنی ساده آلیاژهای آهنی هستند که بر پایه آهن، کربن و سطوح کمی از سایر عناصر آلیاژی مانند منگنز یا آلومینیوم هستند. فولادهای کربنی شامل فولادهای کم کربن غیر قابل سخت‌شدگی یا فولادهای ملایم مانند 1020 و همچنین فولادهای با کربن بالا مانند 1095 هستند. فولادهای ملایم و فولادهای کم کربن را می توان به راحتی با ماشین کاری، شکل دهی، ریخته گری و جوشکاری ساخت.

فولادهای آلیاژی آلیاژهای آهنی هستند که بر پایه آهن، کربن و سطوح بالا به پایین عناصر آلیاژی مانند کروم، مولیبدن، وانادیم و نیکل هستند. فولادهای آلیاژی عبارتند از فولادهای با آلیاژ بالا با استحکام بالا، فولادهای کم آلیاژ با استحکام بالا، فولاد ماراژینگ و سایر آلیاژهای فولاد ویژه. آلیاژهای فولادی تقریباً در هر بخش صنعتی در طیف گسترده ای از کاربردها استفاده می شوند. فولادهای کم آلیاژ را می توان به راحتی با ماشین کاری، شکل دهی، ریخته گری و جوشکاری ساخت.

فولادهای زنگ نزن آلیاژهای آهنی و بسیار مقاوم در برابر خوردگی هستند که حاوی کروم و/یا نیکل هستند. سه نوع اصلی از محصولات وجود دارد: فولادهای زنگ نزن آستنیتی، فولادهای زنگ نزن فریتی و مارتنزیتی، و فولادهای ضد زنگ مخصوص و سوپرآلیاژهای آهن. فولادهای زنگ نزن آستنیتی (سری AISI 300 / 200) آلیاژهای آهنی و بسیار مقاوم در برابر خوردگی هستند که حاوی کروم و نیکل یا منگنز هستند. به طور کلی فولادهای زنگ نزن آستنیتی نسبت به فولادهای زنگ نزن فریتی یا مارتنزیتی در برابر خوردگی مقاوم تر هستند. فولادهای زنگ نزن آستنیتی آنیل شده غیر مغناطیسی هستند. کار سرد برای سخت کردن فولادهای زنگ نزن آستنیتی استفاده می شود زیرا این آلیاژها به فرآیندهای معمولی سخت شدن کوئنچ و تمپر پاسخ نمی دهند. فولادهای زنگ نزن فریتی و مارتنزیتی، آلیاژهای آهنی بسیار مقاوم در برابر خوردگی هستند که حاوی کروم و/یا کربن هستند. فولادهای ضد زنگ فریتی نرم هستند و به راحتی آلیاژهای فلزی تشکیل می شوند. کار سرد برای سخت کردن فولادهای زنگ نزن فریتی استفاده می شود زیرا این آلیاژها به فرآیندهای مرسوم کوئنچ و سخت شدن تمپر پاسخ نمی دهند. فولادهای ضد زنگ فریتی برای ساخت صدا خفه کن و سایر اجزای ورق فلزی که نیاز به مقاومت در برابر خوردگی خوبی دارند، تشکیل می شوند. فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی را می توان با عملیات خاموش کردن و تمپر معمولی سخت کرد. آنها برای تیغه چاقو، ابزار کاری یا سایر کاربردهایی که نیاز به مقاومت در برابر خوردگی خوب همراه با سختی و مقاومت سایش بالاتر دارند، استفاده می شوند. فولادهای ضد زنگ تخصصی و سوپرآلیاژهای آهن بسیار مقاوم در برابر خوردگی هستند، آلیاژهای آهنی حاوی کروم، نیکل یا سایر مواد آلیاژی برای ایجاد استحکام یا مقاومت در برابر حرارت بالا. فولادهای زنگ نزن سخت کننده دوبلکس و رسوبی از این دسته هستند.

فولادهای ابزار آلیاژهای آهنی و مقاوم در برابر سایش بر پایه آهن و کربن با سطوح بالایی از عناصر آلیاژی مانند کروم، مولیبدن، تنگستن و وانادیم هستند. نمرات فولاد ابزار خاص برای کار با قالب یا سرد، کار گرم، سرعت بالا و کاربردهای مقاومت در برابر ضربه موجود است. آلیاژهای فولاد ابزار در طیف گسترده ای از کاربردها استفاده می شود که نیاز به مقاومت در برابر سایش دارند. ساخت آنها به شکل سخت شده دشوار است و معمولاً با استفاده از تخلیه استاتیکی الکتریکی (EDM) یا آسیاب می شوند تا به تحمل های مورد نیاز برای کاربردهای ابزارسازی دست یابند. ماشینکاری EDM می تواند زوایای کوچک یا عجیب و غریب، خطوط پیچیده و حفره ها را در فولادهای بسیار سخت و فلزات عجیب و غریب برش دهد.

فلزات و آلیاژهای غیرآهنی بر پایه آهن نیستند و شامل آلیاژهای آلومینیوم، مس، تیتانیوم، روی، نیکل، کبالت، منیزیم، تنگستن، مولیبدن، فلزات گرانبها، نقره، طلا، پلاتین، پالادیوم، فلزات نسوز و همچنین بسیاری از فلزات و آلیاژهای دیگر.

آلومینیوم و آلیاژهای آلومینیوم، فلزات سبک وزن و غیرآهنی با مقاومت در برابر خوردگی، شکل پذیری و استحکام خوب هستند. ساخت آلومینیوم با شکل دهی، ماشینکاری یا جوشکاری نسبتاً آسان است. این فلز رسانای الکتریکی و حرارتی خوبی است. آلومینیوم همچنین به عنوان یک عنصر آلیاژی در آلیاژهای فولاد و تیتانیوم مفید است. آلیاژهای آلومینیوم فلزات همه کاره ای هستند که تقریباً در هر بخش صنعتی و تجاری کاربرد دارند.

کبالت و آلیاژهای کبالت آلیاژهای غیر آهنی، مغناطیسی با استحکام و چقرمگی بالا، مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون عالی و استحکام در دمای بالا هستند. کبالت همچنین می تواند مغناطیسی شود. خواص کبالت منجر به استفاده از آلیاژهای کبالت در اجزای فوق آلیاژی موتور جت، دستگاه های مصنوعی، آهنرباها و چسباننده ابزار برشی می شود. کبالت یک عنصر آلیاژی مفید در ابزار، ماراژینگ و سایر فولادهای آلیاژی است.

مس و آلیاژهای مس فلزات غیرآهنی با هدایت الکتریکی و حرارتی عالی، مقاومت در برابر خوردگی، شکل پذیری و استحکام خوب هستند. ساخت آلیاژهای مس با شکل دهی، ریخته گری یا ماشین کاری نسبتاً آسان است. جوش، ریخته گری یا ماشین کاری مس خالص دشوارتر است. برنج، قلع برنز، برنج سرب دار، مس بریلیم و مس زیرکونیوم نمونه هایی از آلیاژهای مس هستند. مس به عنوان یک عنصر آلیاژی در آلیاژهای آلومینیوم و آلیاژهای آهن مبتنی بر فلز پودر مفید است. مس یک فلز همه کاره است که در بسیاری از بخش های صنعتی و تجاری کاربرد دارد. رسانایی الکتریکی بالای مس (100% IACS) آن را در کاربردهای الکتریکی و الکترونیکی بسیار مفید می کند.

سرب فلزی با نقطه ذوب کم، چگالی بالا و سختی کم است. سرب و آلیاژهای سرب در متعادل کردن وزن ها، محافظ تابش، الکترود باتری و لحیم کاری استفاده می شوند.

نیکل و آلیاژهای نیکل فلزات غیرآهنی با استحکام و چقرمگی بالا، مقاومت در برابر خوردگی عالی و خواص دمایی بالا هستند. نیکل همچنین می تواند مغناطیسی شود. خواص نیکل آن را برای اجزای فوق آلیاژی موتور جت، تجهیزات فرآیند شیمیایی مقاوم در برابر خوردگی (دریچه ها، لوله ها و پمپ ها)، آهنرباها و آلیاژهای مقاومت الکتریکی و عناصر گرمایشی مفید می کند. نیکل همچنین یک عنصر آلیاژی مفید در فولادهای زنگ نزن، ابزار، ماراژینگ و سایر فولادهای آلیاژی است.

نقره بالاترین رسانایی را در بین تمام فلزات دارد. رسانایی بالا، نرمی یا سختی کم و مقاومت بالا در برابر اکسیداسیون نقره را به گزینه ای عالی برای مواد تماس تبدیل کرده است. نقره با افزودن مس تقویت می شود، اما این بر رسانایی تأثیر می گذارد. نقره ریز نقره ای با خلوص بسیار بالا (99.99% Ag) است. نقره خالص یا ریز برای اکثر کاربردهای تجاری بسیار نرم است، اما به عنوان یک جزء آغازین برای تشکیل سایر آلیاژهای مبتنی بر نقره استفاده می شود.

قلع فلزی با نقطه ذوب پایین و سختی کم است. قلع و آلیاژهای قلع در پوشش ها به عنوان افزودنی های آلیاژی، در الکترودهای باتری و به عنوان لحیم استفاده می شوند.

تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم فلزات غیرآهنی با مقاومت در برابر خوردگی عالی، خواص خستگی خوب و نسبت مقاومت به وزن بالا هستند. خواص تیتانیوم منجر به استفاده از تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم در هواپیما یا قطعات بدنه هواپیما، اجزای فوق آلیاژی موتور جت، تجهیزات فرآیند شیمیایی مقاوم در برابر خوردگی (دریچه‌ها، لوله‌ها و پمپ‌ها)، پروتزها یا دستگاه‌های پزشکی و تجهیزات دریایی می‌شود.

روی و آلیاژهای روی آلیاژهای غیرآهنی با ذوب متوسط کم هستند که به طور گسترده در تولید قطعات دایکاست استفاده می شود.

مواد ساخته شده از کانی های غیرفلزی، مانند خاک رس، با پخت در دمای بالا برای همیشه سخت شده اند. بیشتر سرامیک ها در برابر حرارت و مواد شیمیایی مقاوم هستند.

آلومینا یا اکسید آلومینیوم (Al2O3) ترکیبی از فلز آلومینیوم و اکسیژن است که معمولاً به شکل ساختاری آلفا آلومینا استفاده می شود. آلومینا در شکل خالص خود یک سرامیک سفید با سختی بالا است. با این حال، آلومینا کاملاً متراکم می تواند نیمه شفاف باشد. آلومینا به دلیل تطبیق پذیری و به عنوان یک ماده خام نسبتا کم هزینه کاربرد وسیعی یافته است. بسته به خلوص و چگالی، آلومینا برای لوله های نسوز، بوته های صنعتی، ظروف آزمایشگاهی تحلیلی، بسترهای دی الکتریک، اجزای سایش، سیمان های نسوز و ساینده ها استفاده می شود. نقطه ضعف اصلی آلومینا مقاومت نسبتا ضعیف آن در برابر شوک حرارتی است که به دلیل ضریب انبساط حرارتی بالاتر و هدایت حرارتی کمتر آن در مقایسه با سایر مواد سرامیکی خالص است.

آلومینا سخت شده زیرکونیا (ZTA) و سایر سرامیک های زیرکونیا آلومینا اغلب در کاربردهای سایش به عنوان محلول میانی بین آلومینا و زیرکونیا استفاده می شود. ZTA در مقایسه با سرامیک های خالص یا زیرکونیای بالا، چقرمگی شکست را نسبت به آلومینا با هزینه کمتر ارائه می دهد. بسته به خلوص و چگالی، آلومینا برای لوله های نسوز، بوته های صنعتی، ظروف آزمایشگاهی تحلیلی، اجزای سایش، سیمان های نسوز و ساینده ها استفاده می شود.

کاربردهای کربن شامل استفاده از آن به عنوان عنصر آلیاژی با آهن در ساخت فولاد، به عنوان برس در ژنراتورها و موتورهای الکتریکی، استفاده از گرافیت کلوئیدی یا کربن برای پوشش سطوح (مانند شیشه)، در مجموعه های الکتریکی برای جذب امواج مایکروویو و مهار فوتوالکترون ها است. و الکترون‌های ثانویه و استفاده از کربن با خلوص بالا (گرافیت) در راکتورهای هسته‌ای تا نوترون‌های متوسط.

سرامیک های کرومیا یا دیرگدازها بر پایه ترکیبات کروم و اکسیژن هستند.

سیلیس ذوب شده ترکیبی از سیلیکون و اکسیژن است. سیلیس با خلوص بالا، آمورف و ذوب شده یک سرامیک با کارایی بالا با انبساط بسیار کم، مقاومت در برابر شوک حرارتی قابل توجه، هدایت حرارتی کم، عایق الکتریکی عالی تا 1000 درجه سانتیگراد و مقاومت عالی است.

تیتانیا یا کانی های روتیل (TiO2) ترکیباتی هستند که از تیتانیوم و اکسیژن تشکیل شده اند. تیتانات ها ترکیباتی متشکل از تیتانیوم، یک کاتیون اضافی (Ba، Al، Sr) و اکسیژن مانند BaTiO3 هستند. تیتانیا و تیتانات ها معمولاً به عنوان افزودنی به سایر دیرگدازها یا به دلیل خواص الکتریکی یا پیزوالکتریک تخصصی آنها استفاده می شوند.

ایتریا یا اکسید ایتریوم (Y2O3) انرژی آزاد بسیار بالایی دارد که باعث می شود اکسید در برابر واکنش با فلزات مذاب واکنش پذیر بسیار پایدار و مقاوم باشد.

زیرکونیا یا اکسید زیرکونیوم (ZrO2) یک ترکیب بسیار نسوز از زیرکونیوم و اکسیژن است. زیرکونیا ممکن است دارای کلسیا، منیزیم یا ایتریا باشد تا ساختار را به یک ساختار مکعبی تثبیت کند. زیرکونیای تثبیت شده در ساختار کریستالی مکعبی از ترک خوردگی و تضعیف مکانیکی در هنگام گرمایش و سرمایش جلوگیری می کند. برخی از مواد زیرکونیایی توانایی تبدیل شدن به سخت شدن (تغییر فاز چهار ضلعی به تک کلینیک) را تحت تنش اعمالی دارند و اغلب در کاربردهای سایش که نیاز به چقرمگی شکست و سفتی بهبود یافته نسبت به آلومینا دارند استفاده می شود. سرامیک های زیرکونیا دارای بی اثری شیمیایی عالی و مقاومت در برابر خوردگی در دماهای بسیار بالاتر از نقطه ذوب آلومینا هستند. زیرکونیا گرانتر از آلومینا است، بنابراین تنها جایی است که آلومینا از بین می رود. زیرکونیا رسانایی حرارتی پایینی دارد و رسانای الکتریکی بالای 800 درجه سانتیگراد است. برای ساخت حسگرهای اکسیژن یا غشاهای پیل سوختی به دلیل توانایی منحصر به فردش در اجازه دادن به یون های اکسیژن برای حرکت آزادانه در ساختار کریستالی بالای 600 درجه سانتی گراد استفاده می شود. محصولات زیرکونیا نباید در تماس با آلومینا بالای 1600 درجه سانتیگراد استفاده شوند. بسته به خلوص و چگالی، زیرکونیا برای لوله های نسوز، بوته های صنعتی، ظروف آزمایشگاهی تحلیلی، حسگرها، اجزای سایش، سیمان های نسوز، لوله های محافظ ترموکوپل، صدا خفه کن کوره ها، آسترها و تکیه گاه های المنت گرمایشی با دمای بالا استفاده می شود.

شیشه ماده ای سخت و شکننده است که از مخلوطی از سیلیکات ها به شکل غیر کریستالی تشکیل شده است. شیشه اغلب شفاف یا نیمه شفاف است. در نظر گرفته می شود که به جای یک جامد واقعی، یک مایع خنک شده است.

پلاستیک به مواد آلی، مصنوعی یا فرآوری شده اطلاق می شود که عمدتاً پلیمرهای ترموپلاستیک یا ترموست با وزن مولکولی بالا هستند و می توانند به اشیا، فیلم ها یا رشته ها تبدیل شوند. LCP پلیمرهای کریستالی مایع هستند که خواص برتری مانند سختی استثنایی و پایداری حرارتی از خود نشان می دهند.

کاربیدها ترکیبات یک فلز یا متالوئید (B, Si) و کربن هستند. کاربیدهای فلزی همچنین به عنوان فلزات سخت مانند کاربید تنگستن (WC)، کاربید کروم، (Cr3C2)، کاربید تیتانیوم (TiC) یا کاربید تانتالم (TaC) شناخته می شوند. کاربیدهای فلزی دارای سختی بالا و سختی گرم بالا هستند، که آنها را برای ابزارهای برش، قالب‌ها و ابزارها و سایر کاربردهای سایش مفید می‌سازد. کاربیدهای فلزی اغلب از پیوند کبالت، نیکل یا فلز بین فلزی بین دانه ها (کاربیدهای سیمانی) استفاده می کنند که منجر به افزایش چقرمگی در مقایسه با کاربید خالص یا سرامیک می شود.

پوشش‌های اسپری حرارتی قابل ساییدگی در دیواره‌های داخلی موتورهای جت و توربین‌های گازی برای تشکیل آب‌بندی با نوک تیغه‌ها استفاده می‌شوند. پوشش های اسپری حرارتی ساینده از یک لایه نرم با یکپارچگی ساختاری پایین تشکیل شده است. نوک تیغه ترجیحاً پوشش نرم‌تر اسپری حرارتی را سایش یا ساییده می‌کند. تخلخل، گرافیت، بنتونیت پلاستیک و ذرات نیترید بور در یک ماتریس فلزی استفاده می شوند.

مواد کامپوزیتی از دو یا چند ماده تشکیل شده‌اند که خواص متمایز دارند. هنگامی که ادغام می شود، هر ماده ویژگی های خاص خود را حفظ می کند در حالی که کل ترکیب را با خواص مفید می بخشد. به عنوان مثال، یک ماده پلاستیکی که در آن یک چارچوب فیبری برای پایداری ساختاری بیشتر تعبیه شده است.

پودرهای اسپری حرارتی خود روان، سیم ها یا میله ها نیازی به استفاده از شار اضافی برای خیس کردن سطح ندارند. مواد اسپری حرارتی خود روان، خود اکسید زدایی و تشکیل خودسرباره را فراهم می کنند.