航空航天工業是硬質氧化技術最初發展和應用的領域，其表面防護技術也是硬質氧化技術多年研究開發的熱點。 20世紀50年代，硬質氧化技術就首先應用于航空航天和軍事部門。美國、英國等國的大公司的航空發動機工廠都有數千個零件應用氧化層；我國也已把硬質氧化技術大量地應用到航空領域。氧化的氧化層包括耐沖蝕、耐熱、耐磨、熱障、封嚴、潤滑可磨等功能，用于噴氣發動機葉片和壓氣機、燃氣渦輪葉片、燃燒室內襯、起落架軸頸、機翼和機身承力結構、前整流艙、機匣等多種零部件。 在火箭技術上對火箭頭部和噴管三氧化二鋁、二氧化鋅、W等作耐熱和抗沖蝕氧化層。在宇宙飛行器中，其噴氣推進彈體整流罩三氧化二鋁、二氧化鋅絕熱氧化層；超短波天線三氧化二鋁絕熱絕緣氧化層；宇宙研究裝置上三氧化二鋁、二氧化鋅等金屬及氧化物、碳化物氧化層，以獲得表面防粘連、絕熱和熱輻射性能。