低温轧制技术是将钢坯再加热温度降低至未再结晶奥氏体区以下、低于常规热轧温度的轧制技术，低温轧制技术可降低生产总能耗、提高钢坯力学性能、简化热处理工序，具有较高的经济效益、生产效率和产品竞争力。然而目前低温轧制技术仍然存在一些难题，如：轧机负荷大、产品塑性降低、轧辊失效频繁等。本文阐述了低温轧制技术的主要特点，从力学性能与表面质量两个角度分析了低温轧制技术对产品的影响，指出了低温轧制技术目前存在轧机负荷大和轧辊材料失效问题，提出了优化每道次的轧制量、根据扎件的性能特点调整轧制速率以及道次数量和提高轧辊材料耐热疲劳性能等方法以减轻轧机负荷，未来应对低温轧制技术在硬质合金轧辊性能、低温轧制过程中组织变化的机理等方面开展研究。

本文以真空烧结法制备了显微组织中含有板状WC晶粒的WC-TaC-Co硬质合金，通过DSC、XRD、SEM、EDS等手段研究了TaC添加量对板状WC晶粒硬质合金显微组织和力学性能的影响规律。结果表明：随着TaC添加量的增加，WC硬质相平均晶粒尺寸先下降再增大，WC硬质相晶粒的平均长厚比先略有上升再减小。随着TaC添加量的增加，抗弯强度下降，硬度、断裂韧性先增加后下降。当TaC添加量为0.5%时，硬质合金具有较优的综合力学性能，其抗弯强度、硬度和断裂韧性分别为：2 617 MPa、91.5 HRA、15.4 MPa·m^1/2。

氧化钨是工业上制取钨粉的重要原料。除了常规粉末物理性能检测，现行物相检测方法通常为K值法或外标法，但主要是从表观颜色“黄蓝紫”及氧指数等化学组成上进行区分，对于生产工艺指导仍存在不足。本文尝试采用Rietveld法对工业氧化钨从物相结构上进行表征，通过结构模型假设及拟合条件限定以弱化氧化钨相分析难点的影响。系列工艺实验样的结果表明，方法的前提假设可行，适用于不同生产阶段的工业氧化钨的相分析。特定工艺下，黄钨向蓝钨的转变过程中，WO₃三斜相减少较快，单斜相也减少，但速度相对较慢，斜方相则增加；蓝钨向紫钨的转变过程中，WO₃单斜相和三斜相先消失，斜方相逐渐减少，先生成WO_2.90单斜相，再生成WO_2.90四方相，再进一步生成WO_2.72单斜相。当被测相的质量分数大于5%，RSD均小于5%。

硬质合金异常长大晶粒是脆性断裂的断裂源。本文采用相同的钨粉原料，将其分为三组进行碳化，碳化工艺分别为1 750 ℃保温1 h 、1 650 ℃保温1.5 h 和1 550 ℃ 保温2 h，制得三种细碳化钨粉，将所得碳化钨粉经相同工艺制备成WC-10%Co硬质合金，比较粉末特性以及合金组织的差异。研究结果表明：不同碳化工艺制备的碳化钨粉末及其所制成的合金表现出不同的性能特性：1 550 ℃ 保温2 h，碳化钨粉末存在W₂C相，合金晶粒异常长大，最大为21 μm；1 650 ℃保温1.5 h，合金晶粒异常长大，最大为18 μm；1 750 ℃保温1 h，合金晶粒异常长大，最大为14 μm。高温短时间碳化有利于获得结晶完整、亚晶尺寸大的碳化钨粉末，其制备的合金金相组织结构均匀，减少了合金晶粒异常长大。

当前国际原油价格上涨，石油钻探活动回升趋势迅猛，对油气开采用的PDC钻头、PDC复合片及硬质合金提出了更高的要求。本文归纳了油气开采行业现状及PDC复合片竞争格局，重点介绍了PDC复合片的基本结构与合成工艺、相关技术开发现状，针对黏结相替代技术、梯度PDC复合片技术及脱钴技术等有待突破的关键技术，提出了优质黏结相或无黏结相、多层结构及绿色化的发展建议。

本文采用粉末冶金方法，在1 450 °C下烧结1 h，制备了WC-6%Co-(0~1.0%)-VC超细晶硬质合金，研究了VC添加量对WC平均晶粒尺寸和粒度分布、WC三维形貌及力学性能的影响。结果表明：随VC添加量的增加，WC-6%Co-VC超细晶硬质合金的WC平均晶粒尺寸先快速后缓慢减小，粒度分布不断变窄，硬度先快速后缓慢增加，而断裂韧性先快速后缓慢降低，抗弯强度先增加后急剧降低；添加0.25%VC后，WC形貌由截断三棱柱转变成台阶三棱柱，且随VC含量的增加，WC(0001)晶面上的台阶数量不断增加，台阶数量的增加会明显降低合金的断裂韧性和抗弯强度；WC-6%Co-0.25%VC硬质合金具有最优的综合性能，其维氏硬度、断裂韧性和抗弯强度分别为18.82 GPa、8.87 MPa·m^1/2和3 190 MPa。

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。

光伏产业属于我国战略性新兴产业，晶体硅太阳能电池是光伏行业中一类非常重要的电池。相对高碳钢丝基体，在高强韧性钨丝基体负载金刚石能更好地满足晶体硅太阳能电池关键材料——超薄单晶硅片高效、高质量切割的需求。提高强韧性是提高钨丝拉拔合格品率、实现超细钨丝高质量拉丝成材和钨丝金刚线高效切割超薄单晶硅片的基础，热机械压力加工、合金化、晶粒度和晶粒形貌调控等是实现钨材强韧化的主要路径。本文综述了钨材的各种强韧化路径的实施方案与实施效果，旨在为第二代高强韧性超细光伏钨丝的研发提供有效参考，主要包括钨材强韧性的热机械压力加工提升策略、固溶强化和第2相强化策略以及细晶强化策略。

内应力影响着涂层的组织及物理性能，是涂层制备中关键的检测指标。无损检测手段中，X射线衍射应力测定方法如sin2ψ 法的应用已多见报道，但在CVD涂层α-Al₂O₃-TiCN体系中多采用侧倾法，少见其他测量方式的讨论。本文尝试采用Rietveld掠射法辅助侧倾法表征硬质合金基CVD多层涂层残余应力，探讨TiN-Al₂O₃-TiCN体系中各涂层相在基底沉积方向上的受力情况。实验表明，TiN于喷砂前，浅表层已受压应力；喷砂后由浅表层至相基底则为压应力单调递减，但喷砂力度过大时，应力释放使得浅表层应力值下降。Al₂O₃喷砂前后均为压应力转为拉应力的变化趋势。MT-TiCN应力变化趋势与Al₂O₃相似，但由于其距表层的深度相对最大且相结构与TiN相近，分析结果容易受其他因素干扰，如衍射强度差异、样品厚度不均或喷砂力度过大导致的涂层减薄、应力释放等。系列工艺试验样的测试结果说明本方法有较高的可靠性。

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。

将4种常用高性能超细硬质合金棒材分别在空气、低真空中，加热至300~1 000 ℃并保温不同时间，研究了高温处理的表面氧化行为及其对合金性能的影响。结果表明：在空气氛围中，在400 ℃及以下时，超细合金未见氧化，在500 ℃及以上时，合金发生明显氧化，表面明显变得粗糙，最终完全氧化；在低真空氛围中，温度为600 ℃及以上时，合金发生氧化，氧化层较薄。在空气中，加热到500 ℃时，出现CoWO₄和WO₃相；随着保温时间由30 min延长至120 min，氧化层厚度增加，CoWO₄和WO₃占比逐渐增加；加热到800 ℃时，CoWO₄和WO₃占比趋于稳定，合金表面已完全氧化。超细硬质合金抗氧化能力随合金钴相平均自由程增加而增强，钴相比表面积越大，越容易被氧化成CoWO₄。由于CoWO₄和WO₃体积膨胀，形态疏松，氧气顺着蓬松的氧化层渗入，导致合金氧化加剧。随着氧化进行，合金矫顽磁力、钴磁及硬度未发生明显变化，合金横向断裂强度下降。去除氧化层后，合金横向断裂强度与未氧化时相当，这表明合金加热氧化后横向断裂强度的降低主要是表面氧化所致。氧化后的样品去除氧化层后制作成精密微型钻头和铣刀，其使用寿命与未氧化时相当。

在金属切削加工中，硬质合金刀具材料在高温下会发生氧化反应，硬度显著下降，严重影响着硬质合金刀具的服役性能。本文采用传统粉末冶金工艺，制备WC-Co基硬质合金，研究了钴含量、WC晶粒度、TaC/NbC/TiC添加剂对硬质合金的高温抗氧化性和高温硬度的影响。结果表明：增加钴含量，硬质合金的高温抗氧化性提升，高温硬度显著升高；减小WC晶粒度，硬质合金的高温抗氧化性提升，高温硬度显著降低；与WC-Co硬质合金相比，添加TaC对硬质合金的高温抗氧化性无明显影响，添加NbC会降低硬质合金的高温抗氧化性，而添加TiC可以明显提高硬质合金的高温抗氧化性；添加TaC、NbC、TiC，均能显著提高硬质合金的高温硬度。

分别采用单一WC粉球磨和采用两种粒度不同WC粉混合球磨的制备工艺制取3批相同配碳量、WC平均晶粒度相近的WC-6%Co粗晶硬质合金，通过分析合金WC晶粒的粒度分布，以及合金的矫顽磁力（H_C）和断裂韧性（K_IC)，研究不同制备工艺对合金WC晶粒的粒度分布、矫顽磁力、断裂韧性的影响。结果表明：不同制备工艺对合金的WC晶粒的粒度分布、钴相分散均匀性及断裂韧性有明显的影响。WC平均晶粒度相近时，采用两种WC粉末混合球磨工艺与采用一种WC粉末球磨工艺制取的合金相比，WC晶粒的粒径离差系数分别降低8.9%、15.6%，WC晶粒分布更均匀，合金矫顽磁力提高0.2、0.4 kA/m，合金韧性提升2.5%、10.8%。

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。

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。

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。

通过建立以纯铁助熔剂和钨锡助熔剂与试样钴铬钨系合金粉末共熔融体系，于高频感应燃烧红外吸收碳硫联测仪测得钴铬钨系合金粉末中碳的含量。实验测定结果表明，以0.30 g纯铁和1.20 g钨锡粒混合助熔，测得三个不同梯度钴铬钨系合金粉末中碳的含量结果准确。该方法熔样过程中无试样飞溅、熔体块状散开的现象，出峰峰形释放曲线流畅不拖尾。方法中碳的检出限（3 s）为0.000 34%，测定下限（10 s）为0.001 1%。采用所建立的方法测定待测元素碳的结果RSD（n=11）在0.33%~1.98%之间，加标回收率为97.37%~103.52%，表明该方法对于钴铬钨系合金粉末中碳含量的测定结果具有准确性好、精密度高等特点，能够满足企业在工业生产过程中的质量控制分析要求，可应用于第三方实验室的日常分析检测工作。

超粗晶硬质合金生产过程中容易产生钴池。采用喷雾干燥制粒工艺制备了WC-8%Co超粗晶硬质合金，研究球磨时间、料浆料液比对钴池及合金性能的影响。结果表明：延长球磨时间、增大料浆料液比均有利于消除超粗硬质合金中的钴池；在球磨时间12 h、料浆料液比8.95 kg/L条件下，制备的平均晶粒度为7.36 μm的超粗硬质合金中未出现钴池，合金的磁力为3.8 kA/m，抗弯强度为1 820 N/mm²；在球磨时间16 h、料浆料液比5.20 kg/L条件下，制备的平均晶粒度为5.37 μm的超粗硬质合金中未见钴池，钴相分散更均匀，合金的磁力4.2 kA/m，抗弯强度为2 230 N/mm²。

FeNi合金因其优异的性能而被广泛应用于石油开采、航空航天、化工、电子等行业。FeNi合金服役环境越来越复杂，而目前针对FeNi合金的研究主要着重于单一因素对其性能的影响，为此，本文开展了温度/湿度复合环境对其性能影响的研究。利用交变湿热箱进行10、15、25 d的温度/湿度复合环境贮存试验，采用磁直流测试系统和电化学系统对试样进行测试，研究其性能演化规律。结果表明，随着时间的延长，FeNi合金的磁性能下降，耐腐蚀性能减弱，在循环温度/湿度复合环境试验条件下贮存25 d 时，最大磁导率μ_m、饱和磁感应强度B_s、矫顽力H_c 保持率分别为98.06%、98.98%、97.63%；电化学极化曲线表明FeNi合金的耐腐蚀性能也会随着试验时间的增加而减弱，在温度/湿度复合环境下贮存25 d 时FeNi 合金材料的腐蚀电流密度为2.594×10^-6 A·cm^-2，腐蚀电位为-0.324 V。

利用超音速火焰喷涂（High Velocity Oxygen Fuel，HVOF）技术，在30CrMnSiA表面喷涂WC-10%Co%4Cr涂层。基于正交试验设计的方法，进行3因素3水平的正交试验，系统研究了氧气流量、煤油流量和喷涂距离三个主要工艺参数对超音速火焰喷涂WC-10%Co4%Cr涂层孔隙率、显微硬度、结合强度、上粉率和残余应力的影响。通过正交试验的R 值分析结果表明：煤油流量是影响涂层孔隙率的主要因素，涂层孔隙率与煤油流量呈负相关；煤油流量也是影响涂层显微硬度的主要因素，涂层显微硬度和煤油流量呈正相关；喷涂距离是影响涂层结合强度的主要因素，结合强度与喷涂距离为负相关；影响上粉率的主要因素是煤油流量，上粉率与煤油流量呈负相关；影响涂层残余应力的主要因素是喷涂距离，残余应力和喷涂距离呈负相关。研究喷涂参数对涂层性能的影响有利于后续获得理想性能的涂层。

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。

以两种不同形貌的碳酸钴为原料，通过氢气还原工艺制得钴粉。采用扫描电子显微镜、激光粒度分析仪、费氏粒度分析仪和松装密度仪表征相应的粉末特征，研究了钴粉制取工艺对粉末松装密度的影响。结果表明：钴粉制取过程中的还原温度、碳酸钴原料的粒度和形貌、钴粉的粒度分布是影响粉末松装密度的直接因素。还原温度越高制得钴粉松装密度越大，碳酸钴原料粒度越大、形貌越接近于球形制得钴粉松装密度越大，费氏粒度1.03 μm和5.28 μm碳酸钴在620 ℃下还原制得的钴粉松装密度分别为2.40、2.71 g/cm³，均大于400 ℃还原制得的钴粉；均匀混合粗细不同的钴粉可提高粉末松装密度，将质量分数为20%、费氏粒度1.50 μm、松装密度1.45 g/cm³的钴粉和质量分数为80%、费氏粒度5.40 μm、松装密度2.71 g/cm³钴粉充分混合，混合后的钴粉松装密度为2.93 g/cm³。

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。

制备了不同碳氮比Ti(C,N)固溶体和分别加入NbC、TaC、VC、Cr₃C₂的Ti(C,N)基金属陶瓷，采用水淬冷热震方法研究了不同成分对Ti(C,N)基金属陶瓷抗热震性能的影响。结果表明：金属陶瓷在热冲击过程中，陶瓷相在热应力的作用下会发生开裂现象，在裂纹扩展路径上产生的微裂纹能促进裂纹扩展；在不同碳氮比的Ti(C_x,N_y)固溶体金属陶瓷中，碳氮比7/3的Ti(C_0.7,N_0.3)金属陶瓷的抗热震性能最好，本文研究中其热震临界温度为240 ℃；在添加的四种碳化物(NbC、TaC、VC和Cr₃C₂)中，NbC和TaC能显著提升金属陶瓷的抗热震性，且TaC更优于NbC，而VC和Cr₃C₂的加入不利于改善金属陶瓷抗热冲击性能。

作为硬质合金的生产原料，WC粉末的质量管控极其重要。目前已有多种检测指标作为质量监控，但生产过程中也发现，尽管指标的结果相近，粉末的质量仍有区别。可见已有指标并不全面，有必要对WC粉末进行更精确的表征。本文尝试用多个“结晶度”分指标表征WC粉末的相结构差异，并提出结晶指数的概念，将多指标的结果进行综合量化处理。实验表明，新指标能有效表征超细至超粗牌号的WC粉末，是现有指标的有效补充，方法有较高的可靠性。量化结果能与碳化温度、晶粒抑制剂添加量、破碎方式等工艺参数变化趋势相吻合。除数值趋近0的指标，超细及细牌号WC粉末，各分指标RSD<3%；中粗牌号WC粉末，各分指标RSD<5%；超粗牌号WC粉末，D2指标波动较大，RSD<10%，其余指标RSD<5%。

建立电感耦合等离子体原子发射光谱法测定羰基镍粉中砷、镉、铅、锌、锑、铋、锡、钴、铜、锰、镁、铝、铁、钙、钼、硅等杂质元素含量的方法。采用硝酸（3+2）溶解样品，考察了酸度对测定的影响，确定了各元素最佳的分析谱线。在标准溶液中，元素含量分别为0、0.025、0.1、0.5、1.0 μg/mL时，十六种元素的强度与浓度呈现良好的线性关 系，对应的相关系数均大于0.999。最终的加标回收率为94.0%~104.0%，相对标准偏差RSD<6.53% （n=7）。该方法有效的提升了羰基镍粉中多元素分析的效率，满足硬质合金生产工艺的要求。

聚晶金刚石复合片（PDC）是一种用于油气钻采、矿物开采的超硬复合材料，需要通过脱除金刚石层中的钴来提高耐磨性和抗冲击性能。本文以盐酸、硫酸和路易斯酸（FeCl₃）作为脱钴试剂，使用加压化学沉淀法对金刚石复合片进行脱钴，研究脱钴试剂的原料配比、脱钴反应压力、脱钴反应时间对金刚石复合片脱钴效率及性能的影响。结果表明，使用加压化学沉淀法可以高效脱除PDC中的钴。将1片PDC和60 mL脱钴试剂进行反应，脱钴试剂中HCl浓度为6 mol/L，硫酸加入量为60 mL/L、路易斯酸加入量为50 g/L，反应温度为160 ℃，反应压力控制在0.8 MPa为最优脱钴工艺条件，反应时间72 h，脱钴深度可达580 μm，达到了1.2 mm金刚石复合片脱钴要求（脱钴深度>0.5 mm）。使用加压化学沉淀法比常规酸浸出法脱钴效率更高，脱钴后金刚石复合片耐磨性更高，抗冲击韧性更好。

采用Ni作为黏结相，通过粉末冶金工艺制备WC-9%Ni（质量分数）硬质合金，通过光学显微镜、硬度仪、X衍射分析仪等仪器，研究WC粒度、配碳量对WC-9%Ni硬质合金组织与性能的影响。结果表明：合金晶粒度受配碳量的影响较小，随WC粒度增大而增大；合金硬度随配碳量增加而降低，随WC粒度增大而降低。费氏粒度1.78 μm的WC与费氏粒度2.4 μm的WC制备的合金洛氏硬度最高分别为88.6 HRA、87.5 HRA，维氏硬度HV30最高分别为11.9、11.0 GPa。合金矫顽磁力与比饱和磁化强度极低，合金断裂韧性随配碳量的增加而降低，随WC粒度增加而增加，抗弯强度受配碳量影响较小，随WC粒度增加而降低。

本文以聚乙二醇、硬脂酸、醇溶型聚氨酯树脂、二丁酯、硬酯酸聚氧乙烯酯为原料，通过乙醇溶解试验、过筛试验及滚筒试验，开发出一种以硬脂酸与醇溶型聚氨酯树脂为主的新成型剂，两者的质量比为1∶1。新成型剂能够满足现代喷雾干燥工艺要求。与聚乙二醇、石蜡及顺丁橡胶相比，采用新成型剂制备的混合料具有良好的流动性（33 s/25 cm³）与较高的松装密度（3.27 g/cm³），压制相同试样条的情况下，具有较低的压制压力（15.5 kN），试样条烧结后具有均匀的微观结构，且烧结后具有较低的残碳量（0.024%），是一种理想的新型硬质合金模压成型剂。

利用多组元合金替代Co作黏结相可以提高硬质合金综合性能。本文从黏结相成分、合金组织与性能等方面较系统的综述了近年来利用多组元合金作黏结相制备WC基硬质合金的研究进展。分析了多组元合金替代后黏结相的相变行为，以及WC/多组元合金界面对硬质合金力学性能的影响，提出其影响机理为位错滑移条件的改变。

选择单晶和多晶两种晶型的APT为原料，对粒度组成进行了筛分控制，通过对比以不同晶型与粒度组成的APT为初始原料制备的WC粉的形貌与粒度、硬质合金的粗晶数量，研究了APT晶型与粒度对WC粉和硬质合金物理性能与微观结构的影响。结果表明：相较于多晶APT，采用平均粒度接近的单晶APT制备的WC粉具备相对较小的平均粒度和更集中的粒度分布。同时，在不同碳含量和烧结温度下，以单晶APT为初始原料生产的WC所制备的硬质合金具备明显较少的异常长大晶粒，并且随烧结温度的升高和碳含量的增加，异常长大WC晶粒数量增加显著低于多晶APT生产WC所制备的合金；另外，无论是单晶还是多晶APT粉末中，控制200目以上粗大颗粒的存在，都会明显降低WC粉的平均粒度和离散度，并获得异常长大晶粒较少的硬质合金。

采用3种粒度分布特征存在差异的同类型WC原料粉末，通过不同球磨时间、不同烧结温度制备了WC-4%Co-0.4%Cr₃C₂合金，研究了合金微观组织结构及性能的变化。研究结果表明，采用粒度集中的WC粉末原料更易于获得WC分布均匀、晶粒尺寸均匀的超细硬质合金；当WC原料粒度分布宽、含有较多粗大桥接颗粒时，经过50 h球磨烧结后，可获得微观组织均匀的合金；球磨时间相同时，3种不同初始WC制备的合金微观组织结构随着烧结温度的升高趋向于更加均匀，合金中的WC晶粒生长更加完整，Co相分布更加均匀。3种WC原料，尽管在粉末形貌、粒度分布等方面存在差异，在球磨50 h、相同温度烧结条件下获得的硬质合金微观组织与力学性能趋于一致，长时间球磨可以弱化初始WC团聚对后续合金结构与性能的影响。

蠕墨铸铁因其独特的物理特性，切削加工过程中切削力较大、切削温度高、切削加工性能差。而刀片材质特性对蠕墨铸铁切削加工有着极其重要的影响。本文通过开展一系列的蠕墨铸铁铣削加工测试，对比了不同材质刀片切削蠕墨铸铁时的寿命差异，分析了基体硬度对刀片失效时的磨损形貌差异及产生的原因，并研究了切削初期刀片磨损状态对后续加工的影响特性。寿命对比测试结果表明：CVD涂层刀片寿命较PVD涂层刀片寿命更高，硬度为15.97 GPa的WC-5.5%Co细晶合金基体/MT-TiCN/Al₂O₃涂层的CVD涂层刀片，因为基体硬度适中，涂层耐磨性好，刀片寿命最高，更适合蠕墨铸铁的铣削加工。通过对比三种不同材质刀片失效形态可知，WC-5.43%Co超细晶合金基体/TiAlN涂层的PVD涂层刀片更易发生崩缺，WC-6%Co细晶合金基体/MT-TiCN/Al₂O₃涂层的CVD涂层刀片因磨损过快导致刃口微崩，WC-5.5%Co细晶合金基体/MT-TiCN/Al₂O₃涂层的CVD涂层刀片后刀面均匀磨损。通过磨损机理分析可知，铣削三种材质的刀片均以磨粒磨损和粘结磨损为主，其中，WC-5.43%Co超细晶合金基体/TiAlN涂层的PVD涂层刀片在切削初期就发生了涂层剥落与刃口微崩缺，失去了涂层的保护，裸露的基体更容易发生磨粒磨损和粘结磨损；两种CVD涂层在切削初期均存在涂层热裂纹，但是并未发生涂层剥落，特别是基体硬度相对更高的WC-5.5%Co细晶合金基体/MT-TiCN/Al₂O₃涂层的CVD涂层刀片，因基材对涂层的支撑作用更强，切削性能更好。

基于渐开线的成型原理，提出了可转位齿轮滚刀渐开线基圆半径求解的数学模型，以便在某些无法得知齿轮模数、分度圆半径等参数的情况下，仅根据刀具上渐开线的CAD模型来确定渐开线对应的基圆半径；分析了可转位刀具周边刃磨床的磨削机理，建立可转位齿轮滚刀磨削的数学模型，得到可转位刀具周边刃磨床X轴和B轴的联动点位，并在周边刃磨床上使用金刚石平行砂轮进行渐开线曲面磨削试验。使用超景深显微镜和图像尺寸测量仪对刀具表面形貌与尺寸误差进行分析。试验结果验证了可转位齿轮滚刀磨削数学模型的准确性，并为其他齿轮滚刀数学模型的建立提供一定的理论参考。

镍黏结相硬质合金因具有较好的耐腐蚀性、相对较低的价格，取得了一定的工业应用，但关于其耐蚀性与合金相结构，特别是碳析出状态之间的关系研究还缺乏系统性。本文利用不同烧结工艺获得了不同碳平衡状态的样品，运用金相、XRD、电化学工作站等对合金的组织结构及耐蚀性进行了系统表征研究。结果表明，镍黏结相硬质合金中都存在游离碳，但处于脱碳或碳平衡状态时，游离碳颗粒尺寸很小，分散分布；处于渗碳状态时，出现大颗粒聚集的游离碳；配碳量、烧结温度等均影响合金的碳析出状态。在不同碳平衡状态镍黏结相合金中，腐蚀电流密度最小为3.14×10^-7 A/cm²，最大为1.04×10^-6 A/cm²；腐蚀电位最大的为-0.114 V，最小的为-0.199 V。碳含量越高，镍黏结相硬质合金耐腐蚀性能越好；脱碳相会降低镍黏结相硬质合金耐腐蚀性能，游离碳相会增强镍黏结相硬质合金耐腐蚀性能；碳析出相的数量多、分布密集也会降低镍黏结相硬质合金耐腐蚀性能。

研究微钻不同涂层种类对IC封装基板加工性能及效率的影响。针对几种典型难加工IC封装基板，通过对IC封装基板机械钻孔加工难点、刀具失效机理、不同高性能涂层微钻的性能特点进行分析，设计不同高性能涂层微钻，获得了IC封装基板尤其是难加工封装基板的钻孔品质保障、效率提升、刀具寿命提高方面的有效解决方案。研究结果显示，针对刀具磨损极大的高填料封装基板，金刚石涂层可有效改善微钻的耐磨性能，相对于未涂层微钻和其他类型涂层微钻，刀具寿命显著提升。类金刚石涂层因其较低摩擦系数，有利于切屑的快速排出、降低了加工温度和减小了切削力。对厚径比大、排尘困难的封装基板，如FC-BGA用厚芯板的微孔加工，能有效改善孔壁粗糙度，提升孔位精度，降低断刀率，大幅提升钻孔品质；对于较薄的封装基板如CSP板的微孔加工，能够降低断刀率、增加叠板数量，提升加工效率。

以钨湿法冶炼中的酸性萃取工艺治理含氨尾气为例，阐述了含氨废气的产生来源以及特征，研究了氨回收的基本机理。在此基础上，结合生产实践分类处置，提出了结晶尾气（精馏提浓+加压低温水吸收）和煅烧尾气（除尘+加压低温水吸收）等单项技术，形成钨冶炼含氨气、水的全生产流程高效闭路循环利用治理新方案，跟踪了实施效果。通过新治理方案的实施，实现了液氨消耗降低66.7%，氨回收利用效率由低于50%提高至98%以上，从源头减少气态氨污染因子的排放，产生显著的经济和环保效益，为钨冶炼的绿色减排提供参考。