本文采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和性能检测等研究了Cr₃C₂添加量对WC-6%Co-(0~1.0%)Cr₃C₂超细晶硬质合金WC粒度、WC形貌及力学性能的影响。结果表明：WC平均晶粒尺寸随Cr₃C₂添加量的增加先快速后缓慢减小；添加0.25%Cr₃C₂后，诱发WC晶粒各向异向生长，WC晶粒形貌呈准三棱柱状，随Cr₃C₂添加量的增加，WC晶粒形貌更规则，最终变成三棱柱状；随Cr₃C₂添加量的增加，WC-6%Co-Cr₃C₂超细晶硬质合金的硬度先快速后缓慢增加，而断裂韧性逐渐降低，抗弯强度先增加后缓慢降低；当添加0.6%Cr₃C₂时，WC-6%Co硬质合金的综合性能最优，其维氏硬度、抗弯强度和断裂韧性分别为18.42 GPa、3 450 MPa和9.32 MPa·m^1/2。

WC-Co硬质合金在制造业中应用广泛，高性能、低成本黏结相的选择和设计是当前硬质合金黏结相替代领域的难点和热点。高熵合金（HEA）作为黏结相可细化WC 晶粒，提高硬质合金的硬度、断裂韧性、耐腐蚀性和抗氧化性。本文分别从HEA黏结相成分设计、WC-HEA制备技术、微观组织结构、综合性能等方面概述WC-HEA硬质合金的研究进展，阐述了该领域所面临的烧结特性差、易产生相变等问题。以期为HEA作黏结相的强韧化机理的探讨、WC-HEA复合材料的组织-力学性能间构效关系的揭示提供参考。

针对真空烧结制备超细晶粒Ti(C,N)基金属陶瓷时，烧结体的易脱氮和N的分解问题，通过在液相保温阶段1 450 ℃通入130 Pa氮气，采用分压烧结制备了超细晶粒Ti(C,N)基金属陶瓷，研究了氮气分压烧结时间对金属陶瓷显微组织和力学性能的影响。实验结果表明，氮气分压烧结能提升试样内部组织均匀性。在氮气氛的影响下，试样最外层会形成富Ni层，材料的近表层形成TiN层。分压刚开始，试样最外层只有富Ni层，随分压时间的增加，近表层组织中黑芯相在氮气氛影响下发生溶解，黑芯相尺寸减小，环形相尺寸增加，直至黑芯相逐渐消失，形成富Ti的(Ti,W)(C,N)固溶体，固溶体通过合并长大的方式形成固溶体层，随分压时间增加，富钛的固溶体与N反应在试样近表层形成TiN层。分压烧结时间达40 min时试样的综合力学性能最佳，其抗弯强度增加了20%，达到2 350 MPa；维氏硬度增加了13.9%，达到1 635 HV30；断裂韧性提升不明显。

采用密度泛函理论（DFT）的第一性原理方法对金属原子W掺杂Ti(C_0.5N_0.5)的晶格常数、弹性常数和电子结构以及电荷布居进行计算和分析，结果表明：W原子可稳定存在于(Ti_1-xW_x)(C_0.5N_0.5)中，但W原子的加入使得(Ti_1-xW_x)(C_0.5N_0.5)体系稳定性下降，增强了原子间的键能，且晶格因替换原子W与Ti的直径大小不同产生畸变，并伴随着W含量的增加会加剧晶格畸变和晶格常数失衡；由弹性常数计算结果表明，适当添加W原子能改善(Ti_1-xW_x)(C_0.5N_0.5)的抵抗外力变形的能力和硬度，同时可以降低晶体的脆性，且当x(W)=12%时，(Ti_1-xW_x)(C_0.5N_0.5)抵抗变形能力和硬度达到最佳，理论硬度HV提高了6%；电子结构计算结果显示，W原子掺杂后费米能级处态密度增加，增强了(Ti_1-xW_x)(C_0.5N_0.5)的导电性，且远高于Ti(C_0.5N_0.5)的导电性；通过差分电荷密度图发现，W原子掺杂替换Ti会与C原子形成极性共价键，可以改善(Ti_1-xW_x)(C_0.5N_0.5)的固有力学性能。

文章以国内外硬质合金领域的专利数据为研究对象，构建影响专利价值的专利技术、经济和法律三维因素体系，运用多元线性回归模型探讨硬质合金领域专利价值的影响因素，挖掘影响国内外硬质合金领域专利价值的因素存在的差异性。布局国家数和权利要求数对硬质合金领域的专利价值具有显著正向影响，专利同族数对硬质合金领域的专利价值具有显著负向影响，且显著性不受专利申请地区影响；国内影响因素体系对硬质合金领域专利价值起显著正向作用的因素按影响程度依次为布局国家数、文献页数、权利要求数、IPC分类数、独立权利要求书的数量，起显著负向作用的因素按影响程度依次为专利同族数、引证专利数、专利申请人数；国外影响因素体系对硬质合金领域专利价值起显著正向作用的因素按影响程度依次为专利申请人数、布局国家数、引证专利数、权利要求数，起显著负向作用的因素为专利同族数；通过比较国内外硬质合金领域专利价值影响因素的实证结果，发现引证专利数和专利申请人数对国内硬质合金领域专利价值产生显著负向影响，但对国外硬质合金领域专利价值产生正向影响。提升硬质合金领域专利价值的建议：一是推动产学研协同创新，促进硬质合金领域技术知识流动；二是策略性布局海外硬质合金专利，提升专利产品竞争力；三是强化专利文件的撰写质量管理，提升硬质合金知识产权司法保护水平。

无黏结相WC硬质合金（bnderless tungsten carbide，BTC）因具有传统硬质合金无可比拟的优异耐磨性、抗腐蚀性、极佳的抛光性和抗氧化性，在耐冲蚀、高耐磨的工具、精细刀具以及石油、页岩气开采等领域有很好的应用前景。超细/纳米晶BTC制备的关键问题之一是如何控制WC晶粒的长大，本文从超细/纳米WC粉末的制备技术、BTC材料成分设计及成型工艺和烧结技术等方面对超细/纳米晶BTC的相关研究成果进行综述，强调了原料WC粒度、第二相化合物添加、先进成型工艺和烧结技术在BTC致密化过程中的关键作用，对比了不同成分体系、不同烧结工艺下超细/纳米晶BTC材料的性能差异；指出超细/纳米晶BTC制备过程中存在的主要问题为致密化和强韧化，可通过已开发的多种先进烧结技术及第二相增强增韧技术来解决，但尚未实现工业化应用；最后，阐明了超细/纳米晶BTC的发展趋势为在低温低压下获得更细的致密烧结体。

因硬质合金极高的硬度和稳定性，其超精密加工仍然是玻璃透镜模压模具生产中重要且成本高昂的一环。主流的塑形域加工相关技术在硬质合金上的应用并不尽人意。本文通过纳米压痕测试、维氏压痕测试、单点金刚石车削、变切深刻划等实验方法，研究了WC-Co硬质合金的去除机理。首先，根据车削结果和观察讨论了传统塑形域加工理论在硬质合金上应用的有效性；其次，分析了机械加工过程中表面可能出现的微观缺陷和控制方法；最后，探索了减少WC晶粒破碎的临界切削参数，并在此基础上进行单点金刚石车削，证实了临界切削参数控制加工表面微观缺陷的有效性。

二氧化钛（TiO₂）因其出色的光催化活性，在光催化领域得到了广泛的研究。然而，二氧化钛的高光生载流子重组率和宽带隙限制了其应用。在这项工作中，通过在TiO₂中引入钨元素（W），合成了具有氧空位缺陷的TiO₂/WO₃异质结纳米复合光催化剂。氧空位的引入降低了带隙并扩大了光吸收范围，而异质结增加了光生载流子并促进了它们的分离。实验表明，TiO₂/WO₃ 纳米复合光催化剂具有更强的光催化活性，100 mg样品在2 h内最高可产生氢气63.7 μmol。另外，TiO₂/WO₃纳米复合材料在模拟太阳光下也表现出了极佳的稳定性，这一探索为TiO₂基复合光催化剂的设计和制备提供了新的思路。

针对国内采用六面顶压机利用高温高压法合成Ⅱa型培育钻石存在成核晶种粒数少、优晶占比小、生长缺陷多等问题，对合成前期和合成结束后的工艺参数曲线进行了优化。通过调控合成腔体内部的压力和温度，使其在合成腔体中的生长环境稳定，从而提高晶种形核生长数和优晶率。结果表明，最优工艺方案为：培育钻石生长阶段的前20 h，在低温高压环境下缓慢升温并采取一段时间的保温措施，然后恒功率升温至设定温度，在高温高压下生长3 d；在合成结束的2 h内，采取分阶段带加热功率低速卸压，能够有效控制裂纹、金属包裹体等缺陷的产生，提高合成晶体品质。最终晶种形核生长数为25颗，优晶占比为92%。

316L具有优良的耐腐蚀性能，是目前较为广泛应用的奥氏体不锈钢。本文以316L不锈钢为研究对象，选择EM（大前角）、SM3（小反屑角）、MM（小前角）、SF（大反屑角）等四款槽型结构的硬质合金刀片，在半精加工的加工参数下进行切削加工，研究不锈钢车削刀片不同槽型几何结构对切削性能的影响规律。结果表明：EM和MM刀片切削力相对最低，刀片槽型反屑角越小，切削力越小，结合槽型特征说明合理的双前角设计利于减小切削力；刀片的断屑能力主要与反屑角的大小以及进给量有关，在不引起切削力显著增大的前提下，将反屑角设计在20°左右，可以获得良好的断屑性能；MM刀片在小进给和切削深度下加工表面粗糙度较好，但受到工艺参数显著影响，EM刀片加工表面粗糙度最佳且稳定；从四种刀片的磨损情况来看，EM刀片在半精加工的工艺参数下抗磨损性能最佳。

Ti(C,N)基金属陶瓷因其具有良好的硬度、耐磨性和化学稳定性，成为制造业中不可或缺的关键材料，进一步提高金属陶瓷材料的强韧性对扩大其应用领域和应用规模具有十分重要的意义。本文阐述了Ti(C,N)基金属陶瓷的相结构特点，并重点综述了高熵合金/陶瓷在Ti(C,N)基金属陶瓷的黏结相和添加相成分设计和制备中的应用。对高熵合金/陶瓷在金属陶瓷的主要研究方向进行了总结展望：在Ti(C,N)基金属陶瓷中加入高熵合金黏结相后组织的演变和对材料性能的影响机理需进一步研究；同时高熵陶瓷添加相在Ti(C,N)基金属陶瓷中的作用及机理也是一个重要的研究方向。

Mo₂FeB₂基金属陶瓷是以Mo、Fe、Cr、Ni、FeB、C为原料，采用反应硼化烧结法制备而成，具有高硬度、高强度和高韧性的特点，并且制造成本相对低廉。本文采用真空液相烧结的方法制备Fe-44.4%Mo-4.9%B-2.5%Cr-2.9%Ni金属陶瓷，研究固相、液相烧结阶段金属陶瓷硬质相形貌及生长过程与机理。结果表明：在600 ℃前，Fe与片状FeB生成Fe₂B相，进入固相烧结阶段；随温度升高至900 ℃，在升温过程中Mo在Fe₂B界面上与Fe₂B反应形核生成Mo₂FeB₂，生长方式表现为螺旋生长，并且形成生长台阶；温度继续升高至1 000 ℃，Mo₂FeB₂晶粒继续长大，突破临界半径，开始析出小Mo₂FeB₂晶粒；温度升高至1 050 ℃，溶解析出一直进行，Mo₂FeB₂开始长大成截面为正六方形的晶粒。期间经历形核、螺旋生长、溶解析出、形成截面为正六方形晶粒四个阶段，最终由Mo和FeB、Fe₂B相形成正六方形的Mo₂FeB₂晶粒。在1 050 ℃后会进入液相烧结阶段，Mo₂FeB₂硬质相柱状生长，其长轴、短轴晶粒生长激活能分别为317 kJ/mol 和402 kJ/mol，因此Mo₂FeB₂晶粒更易沿长轴生长，最终生长为长条状。

以立方氮化硼与碳/氮化物陶瓷微粉为初始颗粒，分别设计了常温超高压挤压与高温高压烧结实验，利用激光粒度分析仪、SEM、XRD等进行表征。研究表明，超高压挤压1 min即完成了颗粒破碎与86.47%以上的致密化过程，颗粒破碎机制为脆性断裂与晶内裂纹，破碎后极易团聚且流动性较差；cBN颗粒破碎率与晶粒尺寸正相关；cBN与陶瓷微粉均具有超高压与高温高压的两次颗粒致密化过程。颗粒破碎形成的活性表面与细颗粒有助于烧结致密化，但颗粒破碎引起的裂纹等“内伤”亦会对烧结体性能产生负面影响。

WC-Ni基硬质合金用作磁性材料成形模具、核主泵机械密封关键部件以及磨蚀性服役工况耐磨零件独具优势。由于材料体系的本征特性，与WC-Co合金相比，在黏结金属含量相同和合金晶粒度相近条件下，WC-Ni基合金强度、硬度和韧性均明显较低，高性能化面临挑战。本文对WC-Ni三元合金和含其它合金组元WC-Ni基合金的微观结构和物理力学性能调控，以及含Ti板状晶WC-Ni基合金的研究进展进行综述，旨在奠定高性能WC-Ni基硬质合金新材料高效开发的基础。

为了实时测量单晶金刚石刀具加工区域的温度和实时监测金刚石刀具超精密加工工件表面的质量，利用掺硼金刚石的半导体性质，建立掺硼金刚石电阻与温度的对应关系，得出其测量灵敏度为6.2 Ω/℃；利用所研制的掺硼单点金刚石刀具在金刚石车床上分别对聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和碳纤维增强塑料（CFRP）试件进行了单点金刚石刀具（SPDT）的切削温度测量，实验验证了所研制的掺硼金刚石刀具切削温度测量系统能够灵敏地测量精密切削过程中的切削温度；金刚石刀具切削CFRP试件时，切削温度和加工表面形貌出现周期性的变化，这一发现对于指导单点金刚石刀具超精密表面加工状态的在线监测也很有价值。

研究了 Cr3C2和 VC 掺杂对不同碳含量下的 WC-6%Co 硬质合金磁性能的影 响；分别使用粒度为0.4 μm的超细碳化钨和0.7 μm的亚微细碳化钨，测量不同粒度下 硬质合金矫顽磁力和相对磁饱和的变化趋势，以及相应微观元素分布的特征。结果表 明，在 WC-6%Co硬质合金体系下，处于两相区时，不同粒度合金的相对磁饱和强度均 随着碳含量的增加而增加，呈正相关关系；仅添加Cr3C2时，部分Cr可能以含Cr的复合 碳化物（M7C3 ）的形式弥散析出，抑制晶粒长大，同时碳含量的提高促进M7C3的析出，加 强其细化效果，此时矫顽磁力与碳含量呈正相关；当Cr3C2质量分数为1%，VC质量分数 为 0.3% 时，VC的界面偏析对抑制晶粒长大起主要作用，此时 M7C3的作用弱化；同时， 碳含量提高导致液相线降低，促进晶粒长大；在多种机制相互竞争的影响下，加入 Cr3C2、VC的复合抑制剂时，细晶硬质合金的矫顽磁力与碳含量呈负相关关系。

以原位碳热还原法制备了Ti(C,N)基金属陶瓷，研究了Nb₂O₅添加量对金属陶瓷显微组织和力学性能的影响规律。结果显示：当添加Nb₂O₅的质量分数由0增加至2.80%时，金属陶瓷硬质相晶粒明显细化，显微组织中“白芯-灰环”晶粒数量增多；室温抗弯强度、硬度、临界热震温差和高温抗弯强度有所增加，但断裂韧性略微降低。随着Nb₂O₅的添加量继续增加，金属陶瓷显微组织中出现孔洞，室温抗弯强度、硬度、临界热震温差、高温抗弯强度和断裂韧性均不断下降。当Nb₂O₅的添加量为2.80%时，金属陶瓷表现出最佳的综合力学性能，其室温抗弯强度、硬度、断裂韧性、临界热震温差和高温抗弯强度分别为：2 439 MPa、90.6 HRA、12.8 MPa·m^1/2、360 ℃、1 519 MPa。

采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和性能检测等方法研究了不同Mo添加量对WC-Ni-Mo硬质合金的WC粒度、硬度、摩擦磨损和耐腐蚀性能的影响。结果表明：在研究的成分范围内（w(Mo)=1.5%~2.0%），WC的平均晶粒尺寸基本不随Mo添加量的变化而变化；随Mo添加量的增加，WC-Ni-Mo硬质合金的硬度略微有所下降，而摩擦磨损性能得到提升。Mo质量分数为2%的WC-Ni-Mo硬质合金在酸性溶液中的耐腐蚀能力要高于Mo质量分数为1.5%的合金，并且具有更好的电化学稳定性。总体来看，WC-8.0%Ni-2.0%Mo合金的综合性能优于WC-8.5%Ni-1.5%Mo硬质合金。

采用(Fe)CoCrNi高/中熵合金雾化粉末原料，制备Ti(C_0.5,N_0.5)-20%WC-8%TaC-5%Mo₂C-22%FeCoCrNi（A）和Ti(C_0.5,N_0.5)-20%WC-8%TaC-5%Mo₂C-22%CoCrNi（B）金属陶瓷，采用具有相同黏结金属体积分数的Ti(C_0.5,N_0.5)-20%WC-8%TaC-5%Mo₂C-12%Co-12%Ni（C）金属陶瓷作为对比合金。电化学实验结果表明，尽管金属陶瓷A和B中存在脱碳相（η 相）和微观结构均质性较差等问题，在H₂SO4（pH=1）、Na₂SO₄（pH=7）和NaOH（pH=13）溶液中，相较于无微观组织结构缺陷的金属陶瓷C，金属陶瓷A和B在3种介质中平均自腐蚀电流密度J_corr分别降低33%和88%，平均电荷转移电阻R_ct分别提高97%和219%，微观组织结构缺陷不影响其耐蚀性改善；在H₂SO₄中，金属陶瓷B的J_corr降低89%，R_ct提高750%，CoCrNi中熵合金黏结金属能显著改善金属陶瓷在强腐蚀性介质中的耐蚀性。从高、中熵合金本征特性，合金体系润湿性等视角分析了金属陶瓷A和B中η相形成伴随的异质结构形成机理。

采用多种涂层PcBN刀片对球墨铸铁QT500-7进行车削试验，研究未涂层及不同涂层材质PcBN刀片的加工寿命、磨损形态及机理和涂层防护机理。试验结果表明：1）在相同切削条件下，涂层后的PcBN 刀片的加工寿命明显提高；2）涂覆CVD α-Al₂O₃涂层PcBN刀片加工寿命最长，其次是涂覆PVD TiAlSiN涂层PcBN刀片，最后是涂覆PVD TiAlN涂层PcBN刀片；3）PcBN刀片磨损形态主要是前刀面磨损、后刀面磨损、微崩刃和破损，其磨损机理不仅有机械磨损，还有粘结磨损、扩散磨损及氧化磨损，这些磨损机理是同时发生的，并且相互影响；4）涂层作为化学和热屏障，在PcBN刀片与工件间能够形成“隔离层”，减少刀片与工件间的机械磨损、扩散磨损和粘结磨损，并有效阻碍了氧化磨损，进而避免刀片过早出现微崩刃或破损，提高其加工寿命。

金刚石砂轮盘的轮廓精度检测及盘面精密修整是金刚石刀具制造领域的关键问题。首先为实现砂轮盘轮廓误差的高精度测量，提出一种基于激光三角测量的在位测量方法，实现了砂轮盘面误差亚微米级精度的高效检测。实验结果表明，该方法可以方便地评估不同精修参数下的修整精度。随后，采用单点金刚石修整法对青铜基金刚石砂轮盘进行了盘面精密修整工艺实验，分别探究了修整进给深度、主轴转速、主轴往复运动频率以及修整压力对盘面修整精度的影响，并优选了修整工艺参数，优选的工艺参数为：修整深度1 μm，主轴转速3 000 r/min，主轴往复频率0.15 Hz，接触压力14.7 N。最后，不同修整精度的砂轮盘分别被用于研磨金刚石微楔形刀具。实验结果表明，所提出的砂轮盘精度检测和盘面精密修整方法对提高金刚石刀具的制造质量具有重要应用价值。

采用单因素试验法，开展7075铝合金铣削加工试验，分析了转速与进给量对切屑形态、表面粗糙度、已加工表面形貌和残余应力的影响。结果表明：随着转速和进给量的增大，切屑卷曲程度提高，使切屑形成规律卷曲与折断；进给量f=0.05 mm/r时，切屑呈现两种状态，不规律的切屑形态容易引起切削过程的不稳定，导致表面质量变差；转速越高表面粗糙度越小，随着进给量的增大，表面粗糙度呈现先减小、后增大，先减小的原因是进给量f=0.05 mm/r时，切削过程不稳定，引起表面粗糙度值较f=0.1 mm/r时大；高转速有利于形成更规律的加工表面纹路，黏结物更少，表面轮廓清晰更规律；进给量越大，刀纹宽度、深度越大，表面轮廓越粗糙；在“挤光效应”下，铝合金切削加工表面残余应力呈现压应力状态，转速越高，加工表面残余压应力越小；进给量越大，切削力越大，残余压应力越大。

本文对不同铁基触媒在高温高压下合成Ⅱa型培育钻石的影响和机理进行了研究。结果表明，FeAl-C触媒体系的优晶率为72.2%，周产量为25.61 ct（1 ct=0.2 g），平均单颗质量为1.19 ct；FeCo-C触媒体系周产量是44.37 ct，平均单颗质量为2.11 ct，优晶率为36.8%，晶体缺陷更多。利用扫描电子显微镜、能谱仪和电子背散射衍射等表征手段，揭示了FeAl和FeCo两种触媒因结构差异对培育钻石生长过程中的作用机理。研究发现，FeAl 触媒中Al 的平均质量分数为4.86%，Fe 的平均质量分数为95.14%；FeCo触媒中Co的平均质量分数为37.33%，Fe的平均质量分数为62.67%，金属间的固溶性差别导致相分布和晶粒取向不同。FeAl触媒晶粒粗大均匀且取向统一，形成的单相结构和单一织构在增强触媒选择性时降低了催化活性，使得碳素在晶种表面上的均匀转移和析出，促进形成高品质晶体，但也导致FeAl体系产量较低。FeCo触媒晶粒细小但不均一，内含的多固溶相及多重织构提高了触媒催化活性，晶体生长速度加快，产量较高。选择性降低，使得碳素在晶种表面上的转移和析出过程较为复杂，形貌不稳定，易产生更多晶体缺陷。

CVD（化学气相沉积）多层复合涂层可以有效提升刀片寿命，而切削温度是影 响涂层性能的重要因素之一。本文通过实验对比了不同涂层结构刀片车削45钢时的 后刀面磨损，并通过有限元仿真获取了切削温度，结合有限元仿真与实验结果，基于切 削温度分析了不同 CVD 多层复合涂层 TiC-Al2O3-TiN 加工 45 钢的刀片寿命。结果表 明：切削 45钢时，最外层无 TiN涂层的刀片寿命最低。涂层结构对刀尖最高温度影响 较小，不同涂层结构刀片差异仅在 10 ℃以内；最外层涂覆 TiN涂层可以缩小前刀面高 温区域，为了提高刀片寿命，在切削温度为 850 ℃以下时，应适量降低内层的 TiC涂层 厚度，提高最外层的TiN涂层厚度，切削温度超过850 ℃后，应适量降低TiN涂层厚度， 提高Al2O3涂层的厚度。

通过清洗机清洗和清洗剂浸泡试验，研究碱性清洗剂对WC-10%Co合金刀片 APMT1135PDER-M1 和 WC-TiC-TaC-6%Co 合金刀片 WNMG080412-DX 表面钴流失的 影响。结果表明：碱性清洗剂容易造成硬质合金刀片表面钴流失；WC-TiC-TaC-Co 类 刀片 WNMG080412-DX连续经过 3次清洗或 3次浸泡（尤其在氢氧化钠+氢氧化钾+氨 基三亚甲基膦酸、氢氧化钾+酰胺类+2-丁氧基乙醇的碱性清洗剂中）后，较WC-Co类刀 片 APMT1135PDER-M1更易出现钴流失，表面钴含量远低于基体设定钴含量；已经清 洗形成钴流失的刀片经过湿喷砂后表面钴含量接近基体设定值。建议在实际生产中： WC-TiC-TaC-Co类硬质合金刀片在涂层之前最多进行 1次清洗，若因表面洁净度等原 因需返洗，需要先湿喷砂处理，再进行清洗。

可转位浅孔钻的切削力影响刀具的径向力平衡和切屑形状，进而影响工件 尺寸精度和表面质量。研究刀片切削力对可转位浅孔钻的稳定性应用尤为重要。本 文基于切削力分析对可转位浅孔钻刀片槽型进行优化，首先，选定刀片槽型参数设计 正交试验方案，通过仿真试验结果确定影响刀片切削力的关键参数；其次，基于槽型参 数影响力大小进行排序，得到最优槽型参数组合；最后，通过钻削试验进行验证。通过 优化刀片槽型参数，可转位浅孔钻刀片的径向切削力降低了 18.1%，有限元仿真与钻 削实验结果仅相差6.61%，研究结果表明基于有限元仿真的正交试验方法适用于刀片 槽型结构的优化，可有效降低切削力。

常用的滚轮毛刷钝化设备在抛光钝化硬质合金刀片切削刃时存在切削刃圆弧半径及大小不均匀问题。文章基于滚轮毛刷钝化设备的工作原理，从毛刷运动及毛刷磨损两个方面分析造成硬质合金刀片切削刃钝化圆弧半径及大小不一致的原因，通过对设备运动方式进行数学建模，计算得知：产品进入毛刷和离开毛刷期间，产品自转的圈数不是整数，则会造成产品某一个角或者某一条切削刃加工时间更长；同时毛刷磨损的不确定性也会造成实际加工时间的差异，造成切削刃圆弧半径及大小不一致乃设备设计的缺陷，不可避免。

将钴质量分数为6%的3种钴相均匀性不同的超细硬质合金棒材制成PCB铣刀，对3种超细硬质合金棒材及PCB铣刀样品进行物理力学性能、显微组织结构和铣刀使用性能的对比，使用ICALIBUR钴相分析软件定量分析硬质合金棒材钴相分布均匀性，研究钴相分布均匀性对PCB铣刀使用性能的影响。结果表明：钴相分布均匀性在物理力学性能上没有体现，只能通过直接的钴相分布检测方法进行检测，钴相分析软件检测显示，钴相质量分数在5%～7%的微区间，样A为50%，样B为66%，样C为80%。制成PCB铣刀后，钴相均匀性较差的样A、样B比钴相均匀性较好的样C寿命低20%以上。钴相分布均匀性差会造成硬质合金棒材制成的铣刀刃局部区域的硬度不均匀，使得铣刀在使用过程中产生磨损不均匀和崩缺现象，导致使用寿命降低。

WC-Ni基硬质合金可应用在磁性材料成形模具和核主泵机械密封关键部件等极端工况领域。由于材料体系的本征特性，WC-Ni基硬质合金的高性能化和质量稳定性控制一直面临挑战。两相区碳窗口、固液转变温度、液相烧结过程中的润湿行为，以及合金组元在黏结相中的固溶特性，是硬质复合材料成分及其制备工艺设计的关键参数。本文以制备工艺体系最完善的WC-Co基硬质合金为参比对象，从上述4个方面对WC-Ni基硬质合金的本征特性及其研究进展进行综述，旨在强化对WC-Ni基硬质合金本征特性的理解，为高性能WC-Ni基硬质合金新材料高效开发提供参考。

选取06型WC粉末作为研究对象，采用气流粉碎工艺对其进行处理，研究了 气流破碎工艺对粉体微观结构形貌、粒度、粒度分布及粉体相关特性的影响，对比了气 流破碎工艺与球磨破碎工艺处理WC粉末所得粉体性能的差异。研究结果表明，气流 破碎过程中分级轮转速对所制得的WC粉体粒度及均匀性有重大影响，分级轮转速越 高，粉体粒度越细小，粒度分布越集中，当分级轮转速≥3 900 r/min时，粉体中≥2 μm的 颗粒完全消除；但过高的分级轮转速会降低设备产能，当分级轮转速达到 4 200 r/min 时，设备产能已低至 53.8 kg/h，同时会增加粉体的氧含量和杂质含量；相比于球磨破 碎，气流破碎所制得的WC粉体粒度分布更加集中，杂质含量更少，且所制得的合金微 观组织结构更加均匀，有利于制备高品质的超细晶硬质合金产品。

以WC-32%(Co-Ni)-1.3%Cr硬质合金为研究对象，采用粉末冶金方法制备了3 种不同钴镍比的硬质合金样品，通过性能测试、微观结构分析及电化学极化曲线测试， 研究了钴镍含量变化对WC-32%(Co-Ni)-1.3%Cr高黏结剂硬质合金组织、力学性能及腐 蚀性能的影响。结果表明：随 Co含量的减少、镍含量的增加，合金的钴磁、矫顽磁力、 硬度呈线性关系不断降低，合金的晶粒尺寸、密度几乎不变，合金的横向断裂强度变化 幅度很小，横向断裂强度约 2 400 MPa。WC-32%(Co-Ni)-1.3%Cr高黏结剂硬质合金随 钴镍比的变化，在中性及酸性溶液中腐蚀趋势不同。随 Co 含量的减少、镍含量的增 加，合金在pH=1的H2SO4溶液中的自腐蚀电位增加，腐蚀电流密度降低。钴镍质量比 1∶3的合金的耐腐蚀性能远高于钴镍质量比1∶1及钴镍质量比3∶1合金的耐腐蚀性能， 高镍合金可显著提高合金在酸性溶液中的耐腐蚀性能。随 Co含量的减少、镍含量的 增加，合金在pH=7的NaCl溶液中的自腐蚀电位增加，腐蚀电流密度降低，钴镍质量比 1∶1及钴镍质量比1∶3合金的耐腐蚀性能无明显差异，但是远高于钴镍质量比3∶1合金 的耐腐蚀性能。

采用常压烧结，在1 480、1 500、1 530、1 550 ℃下制备了Cr₂O₃-Y₂O₃-MgO共掺的99氧化铝陶瓷，研究了不同含量的Cr₂O₃掺杂对99氧化铝陶瓷的致密化、微观结构、微波介电性能和绝缘性能的影响。结果发现：适量的Cr₂O₃、Y₂O₃和MgO会促进烧结，减少晶粒间的空隙，提升致密度，进而提升各项性能。当w(Cr₂O₃)=0.4%、w(Y₂O₃)=0.24%、w(MgO)=0.16%，烧结温度为1 530 ℃时，密度为3.919 cm³、介电常数ε_r为9.985、介电损耗tanδ值为0.000 5、击穿电压为25.3 kV。Cr₂O₃掺杂使得99氧化铝陶瓷微波介电和绝缘性能提升，在电子封装材料中有良好的应用前景。

对WC-13%Co硬质合金进行了高温（1 350 ℃及以上）液相快冷和固相淬火（1 100 ℃及以下）快冷技术处理，研究了两种处理方式对硬质合金显微组织和物理力学性能的影响。结果表明：相较烧结态，合金经快冷处理后显微组织形貌无明显变化，而液相快冷处理和固相快冷处理后的晶粒度分别提升28.13%和18.75%。物理力学性能方面，快冷处理相较烧结态发生一定变化，与固相快冷处理相比，液相快冷处理后的物理力学性能变化显著，相比烧结态钴磁和矫顽磁力分别下降4.5%和1.0 kA/m，维氏硬度、裂纹长度和钴相中W的固溶度分别增加0.98 GPa、33.3 μm和6%。发生显著变化的主要原因是在液相快冷处理后黏结相Co中W的固溶度大幅增加，对合金有显著的强化作用。

近20年，许多研究者针对以高熵合金为黏结相的金属陶瓷开展了大量的研究，取得了许多有益的成果。本文系统综述了用作金属陶瓷黏结相的高熵合金制备方式，以及高熵合金黏结相金属陶瓷烧结制备技术，评价了烧结温度、烧结时间、碳含量、黏结相成分、黏结相含量等工艺参数对高熵合金黏结相金属陶瓷微观结构、力学性能、抗氧化性能和耐腐蚀性能的影响，可为高熵合金黏结相金属陶瓷的研究提供参考。

铪在硬质合金生产中，常作为添加剂以提高硬质合金的力学性能，故而硬质合金中铪含量的准确测定具有重要的意义。现存化学容量法测定硬质合金中铪，存在危险性较大、操作复杂、分析效率低等缺点。本文从样品前处理、分析线的选择、基质效应的探究等方面对硬质合金中铪的测定方法进行了探究，建立了电感耦合等离子体原子发射光谱法测定WC-Co硬质合金中铪含量，该方法具有安全、高效、操作简单、低成本等优点。在选定的条件下，选择体积比1∶1的硫酸、硫酸铵混合液结合柠檬酸和双氧水作为前处理溶剂，选择铪谱线264.141 nm作为分析谱线，利用基质匹配法配制标准溶液，方法校正曲线线性大于0.999 9，线性范围为0.0～2.0 μg/mL，检出限为0.008 4 μg/g，加标回收率为99.17%～103.63%，相对标准偏差RSD<0.758%。本方法为WC-Co硬质合金中铪含量的检测提供了可行性方法。

核聚变能源因其高能量密度、清洁和安全性，被认为是未来理想能源之一。 为改善钨作为核聚变堆第一壁和偏滤器材料的性能，通过掺杂钾（K）元素形成钾泡弥 散强化钨合金（KW），是提高钨的高温稳定性能的方法之一。本文研究了不同钾含量 下钾钨的微观结构和再结晶行为。通过粉末冶金方法制备了高致密度的KW合金，并 进行了烧结和轧制处理。结果表明，钾的添加显著提高了钨的再结晶温度，其中钾含 量较高的合金（81 μg/g）表现出最高的再结晶温度（1 500 ℃）。SEM分析显示，钾泡主 要分布在晶界处，有效钉扎晶界，阻碍晶界迁移，提升材料的高温热稳定性，为钨基合 金在核聚变堆中的应用提供了优化参考方向。

为探究W掺杂对CrAlN涂层微结构和性能的影响，采用阴极弧蒸发方法制备了 Cr0.36Al0.64N、Cr0.34Al0.64W0.02N和Cr0.32Al0.63W0.05N三种涂层，并使用扫描电子显微镜（SEM）、 能量色散X射线光谱仪（EDX）、X射线衍射仪（XRD）、同步热分析仪和纳米压痕仪对涂 层的成分、微观结构、热稳定性、力学性能和抗氧化性进行研究。三种涂层均为面心立 方结构，硬度随 W 元素含量的增加而提高，由 Cr0.36Al0.64N 的（28.61 ± 0.82）GPa提高到 Cr0.34Al0.64W0.02N 的（30.87 ± 0.80）GPa 和 Cr0.32Al0.63W0.05N 的（32.37 ± 1.44）GPa。W 掺杂 降低了阴极弧蒸发过程产生的“液滴”缺陷，缺陷随W含量的升高而降低。W的添加抑 制了CrAlN涂层的的热分解，提高了涂层的热稳定性。然而，W元素添加降低了CrAlN 涂 层 的 抗 氧 化 性 ，在 1 100 ℃ 恒 温 氧 化 15 h 后 ，Cr0.36Al0.64N、Cr0.34Al0.64W0.02N 和 Cr0.32Al0.63W0.05N三种涂层的氧化层厚度分别为~ 260.6 nm、~ 359.8 nm和~ 445.9 nm。

本文针对传统硬质合金涂层刀具钻削碳纤维复合材料（CFRP）使用寿命短、加工后工件易产生毛边等缺陷、孔加工粗糙度波动大的问题，制备并对比了不同涂层结构和不同刃口结构的金刚石涂层刀具的加工性能。结果表明，利用金刚石涂层刀具进行CFRP材料的钻削加工时，微晶金刚石（MCD）/纳米金刚石（NCD）复合结构比单一MCD涂层结构的耐磨性更好，使用寿命更长；通过减小钻头倒锥、钻尖角，增大槽前角、钻尖容屑槽前角和背宽优化刃口结构后，金刚石涂层刀具加工孔径粗糙度平均值显著降低，粗糙度极差由4.105 μm下降至0.848 μm。

高温高压法是合成宝石的有效方法，应用于复合材料的制备，具有超高等静压力和合成时间短这两大优势。本文采用高温高压法制备WC-3%Co硬质合金，利用万能试验机、X射线衍射仪（XRD）、显微硬度计等对试样进行物相组成和力学性能表征。研究了烧结温度对WC-3%Co硬质合金物相和物理力学性能的影响。结果表明：通过高温高压烧结可以确保所制备的硬质合金样品为较为纯净的WC相和Co相；样品的相对密度随着温度的升高而升高，在1 450 ℃时相对密度可以达到99.3%；随烧结温度的升高，样品的硬度、抗弯强度和断裂韧性均呈现先升高后降低的趋势。当烧结温度为1 400 ℃时，制备的WC-Co 硬质合金样品具有优异的力学性能，抗弯强度2 230 MPa、硬度22.78 GPa、断裂韧性11.9 MPa·m^1/2。

在细颗粒氧化钨或钨粉中添加晶粒抑制剂制取含抑制剂的碳化钨粉末是制备超细硬质合金的一种方法。通常认为WC粉末中抑制剂或固溶于WC或独立存在，但由于添加量过少，难以通过检测手段判定其存在形式及固溶量。本文尝试采用对标评价的方式建立量化指标以判断粉末中晶粒抑制剂的固溶程度，评价了添加不同质量Cr及Cr、V混合晶粒抑制剂制备的细颗粒及超细颗粒WC粉末。测试结果表明，难以判定抑制剂固溶量是因为忽略了生产中出现的缺碳相及相应的固溶产物相。评价方法以W₂C、(W,Cr,V)₂C及WC为对标对象，判断固溶量；以衍射峰峰位及半高宽为对标指标，弱化其他干扰晶格常数变化因素的影响，如谱峰较少导致的晶型不确定、工艺参数或抑制剂添加导致的结晶程度变化。相同碳化工艺、抑制剂添加量1%的范围内，粉末的(W,Cr,V)₂C及WC的峰位均随Cr抑制剂添加量的增加而增大，(W,Cr,V)₂C峰面积也有逐渐增大的变化趋势。用试样粉末制备硬质合金并测量WC晶粒度，部分结果显示其趋势与量化指标相同。