经过多年的发展，涂层的结构已经发生了许多变化，有了很大的改进。在涂层技术中，通常有以下五种不同的结构：

（1）单层结构

顾名思义，这种结构只有一层涂层。当我们在显微镜下观察这种结构时，可以看见一些长柱形涂层结构。这种涂层很容易涂覆，但也很容易产生裂纹和破损。想象一下，当一个球击中一束柱体时，这些柱体就会开始倒下，而裂纹轻易就能贯穿涂层，到达基体。

（2）多层结构

多层结构是由许多不同的单层结构彼此重叠在一起构成的。表面花纹钢就是历史上此类结构的一个例子。多层结构涂层可将几种涂层材料的特性结合在一起，形成韧性与硬度俱佳的表面。

（3）纳米多层结构

纳米多层结构与多层结构本质上相同，但其层厚却要薄得多：涂层厚度仅为原子级水平。

（4）纳米复合涂层结构

纳米复合涂层采用了与硬质合金刀具类似的技术。这种纳米结构将粘结相（例如硬质合金中的钴）的韧性与纳米复合涂层的硬度结合在一起。

（5）梯度结构

该结构的涂层性能具有渐变性：涂层中心部分较软而富有弹性，而在靠近表层时则变得坚硬而耐磨。

涂层的质量控制与检验

在对刀具进行涂层后，制造商需要对涂层本身进行质量检验。通常，这种质量检验过程和程序包括以下四个方面：

（1）涂层厚度检测

检测涂层厚度主要有两种方法：球头砂轮磨削检测法和X射线荧光辐射检测法。

球头砂轮磨削检测是用一个很小的金刚石砂轮（球）磨除涂层，直至露出下面的基体。然后，通过用显微镜观测磨除区域，就可以利用公式(X×Y)/球头直径测算出涂层厚度（式中，X为从上向下观测到的涂层宽度，Y为基体+涂层宽度）。目标是将测得的涂层厚度值范围控制在制造商的技术规定以内。

X射线荧光辐射检测可能是一种更准确的检测方法。测量原理是：涂层和基体材料都能产生X射线荧光辐射，但涂层会使基体的辐射强度减弱。通过二次辐射量测出基体辐射减弱的程度，即可确定涂层厚度。检测涂层厚度的方法是球头砂轮磨削检测法，因为它比较直观，而且更容易实施。

（2）涂层粘附性检测

一旦涂层厚度合格，下一步就需要检查涂层的粘附性，这可能是一项主观性强的质量控制检测。检测方法主要包括洛氏压痕法和划痕试验法两种。

顾名思义，洛氏压痕法就是用一个硬质球，以设定的力在涂层基体表面上向下施压。涂层基体受压后产生裂纹，检测人员通过一台显微镜，对压痕点的裂纹进行观测，并评估裂纹的数量和开裂程度。根据制造商提出的具体标准，检测人员可以确定这些裂纹是否在可接受的合格范围内。尽管这种检测方法看起来很简单，但涂层厚度也会影响裂纹的数量和开裂程度，因此，允许较厚的涂层比较薄的涂层产生更多的裂纹。

划痕试验法要更直接一些。在划痕试验中，检测人员对一个在涂层刀具上移动的压头施加逐渐加大的载荷。当达到临界载荷Lc时，涂层开始出现裂纹。在该点测量压头移动的距离，如果该距离足够长，则表明该涂层的粘附性合格。

（3）涂层结构检测

如果涂层的厚度符合要求，粘附性也合格，下一步就需要检测涂层的结构，其检测方法与确定涂层厚度的球头砂轮磨削法基本相同：用相同的球头砂轮磨除涂层，并在显微镜下进行观测，就可以看到并确认前面提到的不同涂层结构。

（4）涂层成分与分布检测

后一项质量控制检测是涂层的成分与分布。这项检测需要采用扫描电子显微镜（SEM）和能量色散X射线技术（EDX）。SEM具有高的图像放大率（高达20万倍）和高分辨率，与EDX分析相结合，就能确定涂层材料成分以及在一个很小（可小至2纳米）截面上材料的分布量。