Рассмотрена возможность синтеза упрочняющих компонент в процессе плазменного напыления с использованием плазмохимического реактора. Проведен термодинамический анализ систем, базирующихся на баллонных газах N2, CO2, C3H8–C4H10, CH4, а также воздухе (смеси N2 и O2) и ряда порошковых материалов. В качестве модельных выбраны материалы на основе железа и порошки с достаточно большим содержанием титана. Показана принципиальная возможность получения карбидов, нитридов и оксидов в конденсированном состоянии, установлены диапазон термодинамических параметров, в котором они существуют, зависимость содержания синтезированных соединений в системе от температуры процесса, давления и количества исходного твердого продукта. Установлено, что организация процесса напыления с сопутствующим синтезом упрочняющих компонент невозможна без наличия объективной информации об энергетических возможностях комплекса плазменного оборудования «плазмотрон–плазмохимический реактор». Проведен цикл экспериментов по напылению плазменных покрытий и испытаний на их стойкость к абразивному износу.