硬质合金是一种复合材料，广泛应用于航空航天、冶金、建筑等领域。在过去的几十年里，人们提出了许多传统工艺，如粉末冶金技术和铸造技术来制造硬质合金零件。增材制造技术能够轻易实现复杂几何形状零件的生产制备，有望在硬质合金的生产应用上降低成本。本文以增材制造技术为分类依据，分别概述了激光选区熔化、激光选区烧结、激光近净成型、粘接剂喷射、3D凝胶打印等多种硬质合金增材制造技术的工作原理、工艺优化、零件性能及存在的局限性。指出了硬质合金增材制造在零件性能上存在的问题以及未来在工艺调控、后处理优化、机理研究和与传统工艺结合等方面的发展方向。

金刚石作为超硬材料又具有良好的导热性，是精密加工刀具的理想材料，同时也有望成为下一代半导体材料。无论是在哪一种应用背景下，金刚石材料的耐久性都十分重要，这也就引发了对于金刚石损伤的探索。本研究利用原位扫描电镜对金刚石氧化损伤及金刚石与黑色金属热接触损伤进行探究。动态观察表明，纳米金刚石氧化过程中于400 ℃出现数量减少，由于外层石墨层的包覆，纳米金刚石的氧化表现为内部坍缩。而块体金刚石在800 ℃下开始发生氧化损伤。氧化过程中金刚石表面出现sp³杂化非晶碳形式的中间相，并在1 200 ℃下出现晶面的选择性氧化。在金刚石与铁的热接触过程中，1 000 ℃下γ-Fe成为主导物相，并通过其溶碳能力使金刚石表面发生刻蚀。本研究揭示了金刚石两种损伤的微观机理，对金刚石损伤的抑制有重要的指导作用。

金属陶瓷因其具有良好的硬度、耐磨性和高化学稳定性，成为制造业中不可 或缺的一部分。本文以典型的金属陶瓷应用材料硬质合金、Ti(C,N)基金属陶瓷与三元 硼化物基金属陶瓷为例，梳理金属陶瓷的研究现状。总结了金属陶瓷的陶瓷相、黏结 相组织特点，制备过程的机理，以及计算模拟在金属陶瓷中的应用。最后，对金属陶瓷 材料优化设计、新工艺、创新研究方法以及生产中产品质量问题解决策略等方面进行 了展望。

本文采用金相、扫描电镜及能谱分析方法，研究了WC-Co合金的立方相、再生合金的杂质相，对其进行识别和分析，并探讨了立方相的微观结构及其作用机理，为公司生产工艺控制提供数据支持。结果表明：在合金中加入的添加剂TaC、NbC等形成（Ta,Nb,W）C立方晶体碳化物的立方相，再生合金杂质元素构成含杂质元素的氧化物、氯化物的杂质相，利用SEM及EDS可以识别和分析合金中的立方相及杂质相。

用热质联用分析仪、X 射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪等研究了Ti(C,N)-5%TaC-50%Ni（质量分数，下同）和Ti(C,N)-10%TaC-50%Ni两种金属陶瓷的微观结构与性能随温度的演化过程。结果表明：白环与白芯在固相烧结阶段即开始形成，但二者的形成方式不同。烧结态的白芯与白环都是在液相烧结的早期阶段通过溶解-析出最终形成的。灰环会优先在白芯与白环上形成，同时形成部分无环结构。Ti(C,N)在高温稳定性的迅速降低是灰环含Ti量高于白环的原因。添加质量分数为5%TaC的金属陶瓷硬度随烧结温度升高快速增加至7 115 MPa，随后缓慢降低至6 791 MPa。

碳化聚合物点（CPD）由于其出色的选择性和敏感性，在过去 10 年中引起了很多人的关注。在这项研究中，首次使用一种简单的水热技术将钨掺入 CPD（W-CPD）。W-CPD的激发/发射最大值为365/454 nm，发射与激发无关，表现出蓝色荧光，其平均颗粒直径为 2.34 nm。由于 Fe³⁺ 和 W-CPD 之间存在动态淬灭关系， Fe³⁺ 含量与W-CPD荧光强度之间存在良好的线性关系检出限（LOD）为0.02 μM。并且这项技术能够快速检测饮用水中的 Fe³⁺，预计将降低人类摄入 Fe³⁺ 的风险。

本文在分析了现有内置式镗孔用减振刀杆的基础上，通过优化吸振器结构，设计了一种结构简单的内置吸振器的减振刀杆，通过模态测试与内孔切削试验等手段，对刀杆主体部件前端安装吸振器的空腔尺寸与减振刀杆抗振性能的关系进行了试验研究。测试结果表明，与普通刀杆相比，当空腔内径24 mm、孔深86 mm时，减振刀杆的激励响应衰减时间缩短了3/4，阻尼比增加了近10倍，极限切深增大至0.88 mm左右，抗振性能大幅度增加；继续增大空腔至内径 26 mm、孔深 92 mm时，刀杆的阻尼比继续小幅增加，但是模态刚度大幅度下降，响应衰减时间增加，极限切深减小至0.75 mm，抗振性能反而下降。切削试验结果表明：切深 1 mm 时，普通刀杆无法加工；空腔内径 26 mm、孔深 92 mm 的大空腔刀杆加工表面粗糙度为 5.125 µm，加工表面有明显振纹； 而空腔内径 24 mm、孔深 86 mm的刀杆加工表面粗糙度为 2.792 µm，加工表面光亮、无振纹，这与理论分析稳定性曲线图的结论基本一致。

高纯钨被用作靶材以及高精密集成电路导体制造等，对纯度要求极高（5N~6N）。本文运用高通量试验方法提纯制备 APT，采用多温区管式炉对 APT 原料进行热解离处理后氨溶，利用原位XRD和常规XRD对不同温度热解离的APT进行物相分析，结合正交设计对试验参数进行优化获得最优的氨溶处理条件，经过多次溶解-过滤-清洗-析出循环达到纯化目的后，对APT进行煅烧还原得到高纯钨粉，用辉光放电质谱法对纯化前后物料进行纯度分析。通过3次氨溶解析出循环后的APT在含5%体积分数的氢气氮气混合气氛下 800 ℃还原 10 h可以完全被还原，得到纯度为 5N、平均颗粒尺寸为 670 nm的 W 粉。本研究为高纯氧化钨和钨粉的制备和工艺的优化提供了研究方法和参照依据。

选用总碳含量为 5.90%（不饱和碳，质量分数，下同）和 6.15%（饱和碳）两种WC 原料，分别配制 WC-6%Ni硬质合金的橡胶混合料和石蜡混合料并压制成压坯，通过调整压坯的脱胶和脱蜡条件来改变合金的相对磁饱和，使合金具有二相（WC+Ni）或三相（WC+Ni+η和WC+Ni+C）结构，对比研究了在相对磁饱相当的状态下，不饱和碳化钨原料和饱和碳化钨原料对WC-6%Ni硬质合金的组织结构与性能的差异。结果表明：WC-Ni硬质合金的比饱和磁化强度较低，但仍然和WC-Co硬质合金类似可以作为衡量合金碳含量高低的指标，其极限相对磁饱和值约为 90% 左右；不饱和碳化钨原料由于W₂C相的存在，制得的合金组织受碳含量影响敏感，极易出现异常粗大晶粒的情况；在无磁状态、且处于二相结构时，不饱和碳化钨原料制得合金的密度、硬度、抗弯强度都稍高于饱和碳化钨原料制得合金；在相对磁饱和约80%、且处于二相结构时，不饱和碳化钨原料制得合金的密度、硬度稍高于饱和碳化钨原料制得合金，但饱和碳化钨原料制得合金的抗弯强度比不饱和碳化钨原料制得合金高 19.4%。生产实践中，应选用饱和碳的碳化钨原料生产WC-Ni硬质合金以获得均匀的组织结构，并提高其综合性能。

CVD涂层技术是一种被广泛应用于硬质合金可转位刀具的表面处理技术，TiN/MT-Ti(C,N)/α-Al₂O₃/TiN是目前主流的CVD（Chemical Vapor Deposition）多功能复合涂层，在CVD沉积气氛中添加CO是实现MT-Ti(C,N)的涂层结构、性能调控较为简洁的工业化方式。本文在CVD涂层沉积气氛中添加CO，制备了单层MT-Ti(C,N)及典型的MT-Ti(C,N)/α-Al₂O₃双层结构涂层，研究了CO添加量对其微观组织、力学性能、涂层结合力及切削性能的影响。结果表明，CO的添加不会改变Ti(C,N)的晶体结构，但会改变Ti(C,N)的晶粒取向，并随着CO添加量的提升逐步细化Ti(C,N)晶粒。CO添加量的变化会引起α-Al₂O₃取向的变化和涂层结合力的变化，当添加体积分数1%和2.5%的CO时，涂层的常温结合力较好，连续切削寿命较高。

本文采用化学气相沉积（CVD）在WC-Co硬质合金基体上沉积TiN/MT-TiCN/Al₂O₃/ZrCN多层涂层，并进行微喷砂处理。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、显微硬度计、划痕测试仪和往复式摩擦磨损实验机表征涂层的组织结构和性能，通过对比900 ℃和1 000 ℃真空退火前后涂层的显微组织结构及性能，研究其热稳定性能。结果表明：真空退火对TiN/MT-TiCN/Al₂O₃/ZrCN涂层物相无明显影响；900 ℃退火后，涂层硬度和结合强度分别降低9.4%和46.7%，1 000 ℃退火后，涂层的硬度和结合强度下降幅度更大，分别降低15.6%和59.5%，TiN/MT-TiCN/Al₂O₃/ZrCN涂层在900 ℃下热稳定性能较好；由于表面粗糙度增大，退火涂层的摩擦系数略有增加；相比于未退火涂层，由于残余压应力、硬度和结合强度下降，1 000 ℃退火涂层粘着磨损、磨粒磨损和疲劳磨损加剧，导致磨损率增大，耐磨性降低。

三元硼化物因其具有高硬度、低密度、高耐磨性、高耐腐蚀性等特征被广泛应用在耐磨、耐腐蚀领域，但是其综合力学性能与WC-Co硬质合金相比仍有差距。本文研究添加第二相TiB₂颗粒对1 300 ℃烧结原位反应MoCoB-Co金属陶瓷微观组织及力学性能的影响。结果表明：添加TiB₂后原位合成的MoCoB和TiB₂晶粒构成MoCoB-Co金属陶瓷的双硬质相，MoCoB晶粒得到明显细化，MoCoB呈现等轴状与棒状两种形貌；随着TiB₂含量的增加，MoCoB/Co的含量比逐步增加，等轴状MoCoB的尺寸基本保持为1~2 μm，棒状MoCoB在添加15%~20%质量分数的TiB₂时略有长大，短轴增加较明显。TiB₂作为第二硬质相增强基体，硬度明显提高，当TiB₂质量分数为15% 时硬度为HRA 88.9，较未添加时提高约6%。

金属浅表层的微裂纹直接影响金属的性能和使用寿命，非线性超声检测方法对于浅表层微缺陷检测有较好的效果。本文针对钢材浅表层微缺陷检测和定位问题，通过有限元仿真的方式研究裂纹检测与定位的非线性超声规律。在有限元仿真软件COMSOL Multiphsics中建立包含表层裂纹的二维混频表面波检测模型，研究超声波与钢材表层裂纹引起的非线性效应，总结缺陷尺寸与边频信号振幅的变化关系，采用基于时频分析的异侧混频激励方案研究裂纹的定位。仿真结果表明，当金属表面存在裂纹时，检测点接收的回波信号中将出现和频及差频信号；边频信号的信号强度随着裂纹宽度增大而增强，随着检测距离的增大而衰减，随着裂纹深度增加呈现先增后减趋势；通过时频分析实现了表面裂纹的定位。采用激励频率分别为0.5 MHz 和0.8 MHz、基频幅值均为10^-5 m的超声信号能够满足浅表面裂纹检测需求，实现浅表面深度为0.2~2 mm、宽度为5~30 μm的裂纹检测，定位准确率为88%。研究结果为钢材浅表层微缺陷的非线性混频超声检测和定位提供了参考依据。

本文选取钴含量分别为3%、8%、18%、26%的粗晶硬质合金混合料进行球磨，在球磨时间为15、16、17 h时取出混合料制成四组每组3批硬质合金样品，研究球磨时间对粗晶硬质合金WC晶粒尺寸分布及WC邻接度的影响，结果表明，同组粗晶硬质合金的WC晶粒尺寸分布曲线随着球磨时间的增加逐渐向左偏移，分布曲线的右支变得更陡，WC邻接度先变小再增大；在同组样品中WC晶粒尺寸分布曲线右支个数百分比随晶粒尺寸变化最缓的合金具有最小的WC邻接度。用最密填充理论解释了WC邻接度低的合金WC晶粒尺寸分布的特征。

超音速火焰喷涂技术制备的WC-10%Co4%Cr涂层具有高硬度和良好的耐磨性能，广泛应用于石油化工、航空航天等领域，是一种重要的材料表面防护方法。影响超音速火焰喷涂WC-10%Co4%Cr涂层性能的因素较多，本文通过对喷涂粉末特性、喷涂工艺、喷涂预处理和后处理等因素对超音速火焰喷涂WC-10%Co4%Cr涂层性能的影响进行了归纳，对近年来主要研究现状进行了综述。提出了开发更安全环保具有多峰结构的喷涂粉末，进一步优化超音速火焰喷涂工艺，超音速火焰喷涂技术与其他涂层热处理技术相结合等未来发展措施。

产业集群是推动产业快速发展的有效路径。中国硬质合金行业已形成多个 产业集群雏形，通过分析株洲硬质合金产业集群特点，对比研究国内外硬质合金产业 集群，提出中国硬质合金产业集群存在行业发展方向共识不足、知识产权保护体系不 完善、产品结构和服务水平待提升等问题。对中国硬质合金产业集群提出要构建航母 战斗群式产业集群、完善知识产权保护体系、加大“产学研”结合、加强政府和行业引导 的建议，促进中国硬质合金实现高质量发展。

为了探究出地铁隧道盾构施工风险的控制措施。本文充分结合国内外有关地铁盾构施工研究资料，针对地铁盾构区间隧道施工风险展开分析，从而更加全面的了解地铁盾构施工法基本原理，阐述地铁盾构施工工艺特点及其流程，并展开风险分析，建立风险评价模型。针对地铁盾构施工时可能发生的常见风险予以了具体分析，并给出合理的风险控制建议。最终得出结论：严控地铁隧道盾构施工环境因素、人为因素对地铁施工的影响，能够有效规避风险，保障地铁隧道盾构施工安全。

根据相控阵超声检测原理，设计硬质合金开槽、刻肋轧辊相控阵超声检测试块，利用此试块，配置特定的探头与相应的楔块，进行相控阵超声检测仪器的调整、检测灵敏度的调试。以开槽、刻肋轧辊的内表面为接触面，采用调试好的仪器对轧辊开槽、刻肋位置进行相控阵超声检测。通过实验验证，利用设计的试块调试检测仪器及检测灵敏度，采用以开槽、刻肋轧辊内表面为检测面，进行40°~70°范围扫描的相控阵超声检测方法能检测轧辊开槽刻肋位置的内部缺陷，能准确判断缺陷的位置，准确指导轧辊修磨工艺参数，误差在0~2 mm。

为了改善切削刀具表面常用的TiAlN涂层的性能，采用阴极弧蒸发方法在硬质合金、低合金钢、刚玉片和钨基体上制备了TiAlN和TiAlNbN涂层，借助差示扫描量热仪（DSC）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线能量色散谱仪（EDX）、X射线衍射仪（XRD）和纳米压痕仪研究了Nb添加对TiAlN涂层的结构、力学及热性能的影响。结果表明：制备的Ti_0.46Al_0.54N、Ti_0.40Al_0.53Nb_0.07N和Ti_0.34Al_0.52Nb_0.14N涂层均为亚稳的面心立方结构，其硬度分别为30.1 ± 0.4 GPa、29.7 ± 0.4 GPa 和29.6 ± 0.7 GPa；Nb 添加提高了涂层的H³/E²值，表明其韧性得到改善；Nb添加抑制了TiAlN涂层热分解过程中的调幅分解和六方相AlN的形成，从而改善其热稳定性；另外，在900 ℃氧化10 h后，Ti_0.46Al_0.54N涂层已完全氧化，而Ti_0.40Al_0.53Nb_0.07N和Ti_0.34Al_0.52Nb_0.14N涂层的氧化层厚度分别为0.91 μm和0.67 μm。

为了研究碳含量对WC-Co-Ni-Fe-Cr硬质合金性能的影响，本文以WC-9.5%(Co-Ni-Fe-Cr)硬质合金为研究对象，探讨了碳含量变化对合金组织与性能的影响规律。结果表明，随着碳含量的增加，WC的平均晶粒长大，但是WC的晶粒度比较均匀，在出现渗碳的情况下也未见异常粗大晶粒出现；脱碳和渗碳对抗弯强度影响极大，均会引起合金抗弯强度的显著下降，脱碳的影响尤其明显；粘结相中Cr和W的含量随着碳含量的升高而降低，表现出了碳势高固溶度下降，与WC-Co硬质合金表现出相似的规律。    

针对超大长径比极细微型钻头工作中的微弯曲变形情况进行了分析。通过 软件计算，得到微型钻头未钻入板材时不同旋转速度对微型钻头偏摆距离的影响。随 后模拟微型钻头钻入板材后的受力情况，计算了微型钻头在槽长区域有、无约束条件 下的变形量，研究了微型钻头槽长区域不同约束位置、约束方式对微弯曲变形的影响。 研制了新型自对正结构的超大长径比极细微型钻头，并应用于加工8 mm大厚度高速通 信印制电路板。利用两端对向钻削的方法对其进行通孔加工，研究了微型钻头的结构 和涂层对孔偏距的影响。结果表明，钻入板材前，随着转速从 150 kr/min 增加到 245 kr/min，钻尖偏摆距离从0.02 mm增加到0.6 mm；钻入板材后，在槽长区域设计约束 结构可有效降低微弯变形量；通过超润滑涂层解决了极细微型钻头的断刀问题、减小 了孔偏距。相比于常规结构的微型钻头，新型微型钻头涂层后可将孔偏距从56 µm降 低到35 µm，满足使用要求。

钛基合金作为现代医学骨科中的理想固定材料，其生物相容性和耐腐性强，已成为骨科临床上替代硬组织的重要材料之一。本文综述了医用钛基合金表面离子注入磷元素改善生物学性质的研究进展，探讨了金属表面离子注入改性方法，分析了钛基合金表面离子注入P元素后相关研究成果，分别从耐腐蚀性提升、生物相容性提升、抗氧化能力提升及表面硬度提升几个方面进行了研究。最后对钛基合金表面离子注入磷元素改善生物学性质在医学上的应用前景做了展望，希望相关领域的学者能够尝试高能注入、多元素注入等实验，以推动钛基合金在医用领域的发展。

文章横向对比了世界及中国硬质合金产业近三年来的竞争格局，同时对新型冠状病毒疫情前到经济复苏期，各主要硬质合金企业主要财务、运营指标进行纵向对比，并对主要硬质合金产品进行市场分析，梳理了国内硬质合金产业企业疫情爆发期前后的经营情况，分析了行业的整体现状。认为：目前国内外主要硬质合金企业均处于行业恢复期，且恢复速度较快。中国硬质合金产业整体上处于发展的黄金赛道，但仍然面临着“多、小、散”的行业格局，科技投入不足，高端产品竞争力弱。据此建议在经济恢复期，中国硬质合金产业应抓住政策市场机遇，利用好政策窗口，抓住市场机会，加速国产替代，增加高端产品市场占有率；提高产品质量，加大科研投入，形成核心竞争力；建立大型行业龙头企业加小型高专注度企业的行业生态，实现行业良性发展。

Mo₂FeB₂基金属陶瓷不仅具有高硬度，优异的耐磨、耐腐蚀、耐高温及抗热冲击性能，而且它与大多数钢材的热膨胀系数相当，因此其在工模具材料、优质轴承以及高性能涂层（覆层）等应用领域显示出巨大的发展潜力及广阔的应用前景。本文简单介绍了Mo₂FeB₂基金属陶瓷的成分、组织和性能的特点，重点阐述了硼、碳、稀土和过渡族金属元素，以及外加增强相和晶粒长大抑制剂对其物相组成、致密度、晶粒尺寸、硬度、抗弯强度和断裂韧性等的影响规律及作用机理，总结了Mo₂FeB₂基金属陶瓷及其涂层（覆层）的制备工艺，并提出了其未来的研究重点应从合金元素对Mo₂FeB₂硬质相力学性能及生长行为的影响规律与作用机理、废旧Mo₂FeB₂基金属陶瓷的回收技术等方面开展。

NbC和TiN_x都具有岩盐结构（NaCl结构），且均有着优异的力学性能，但是存在着难以烧结和脆性大的问题。本文利用放电等离子烧结（SPS）的方式，探究了不同含量（0%~40%，质量分数）的NbC和不同的烧结温度（1 300~1 600 ℃）对TiN_0.3-NbC复合材料微观结构与性能的影响。分析发现，复合烧结过程中，TiN_0.3与NbC相互扩散形成了单相(Ti,Nb)(N,C)_x型固溶体。实验结果表明，当烧结温度为1 600 ℃时，随着NbC含量的增加，TiN_0.3-NbC复合材料的硬度和韧性都呈先上升后下降的趋势，NbC含量为30%时，硬度和韧性同时达到最大值，分别为22.4 GPa和7.39 MPa·m^1/2。另外，随着烧结温度的提高，1 600 ℃时，TiN_0.3-15% NbC 复合材料的韧性达到了7.68 MPa·m^1/2，而在1 500 ℃时，TiN_0.3-15% NbC复合材料的硬度最大，为22.39 GPa。

采用真空烧结（真空度小于3 Pa）制备不同Cr含量Ti(C,N)基金属陶瓷，探究Ti(C,N)基金属陶瓷900 ℃时的抗氧化性。结果表明，Cr元素能大大的提高Ti(C,N)基金属陶瓷的高温抗氧化性能。添加Cr元素的Ti(C,N)基金属陶瓷的氧化层为多层，氧化层的主要成分是NiCr₂O₄、NiWO₃、NiTiO₃，过渡层的主要成分是TiO₂。与未添加Cr元素的金属陶瓷相比，添加Cr元素能生成更多TiO₂和NiTiO₃相以及新相NiCr₂O₄和CrMoO₄。通过热力学数据进行吉布斯自由能计算，得到氧化物的稳定性不同，其反应的先后顺序也有差别，W元素和Cr元素优先被氧化，其次Mo、Ti、Ni被氧化，氧化物之间在高温的环境下会继续发生反应生成更为复杂的化合物构成氧化层的成分。通过机理分析，氧化可分为氧气侵蚀基体、氧化层生成和氧化层剥落3个阶段。

为建立用于设计和开发NiCrAlCoSi系HEA粘结层的迁移率数据库，本研究分别用Cr-5.5%Co与Cr-4.5%Si（原子数分数）合金与纯铬制备了两组扩散偶，用电子探针获得成分-距离曲线，研究了其1 423 K和1 473 K的扩散行为。结果表明，BCC Cr-x (x=Co, Si)二元系的互扩散系数随温度的升高而增大，随元素摩尔分数的增加而略有增加。

1J50软磁材料由于其良好的性能，常用作航天领域的精密元件。但是目前，1J50磁元件面临着越来越复杂极端的使用环境，这就对其提出了更严苛的要求。本文对1J50软磁材料在实验室加速高温环境下进行了试验，通过80、120、180 ℃的高温试验箱进行高温试验，研究其性能演化规律。结果表明，随着贮存时间的延长，1J50材料的磁性能会受到一定影响；此外，3个贮存条件下的1J50材料，在贮存时间为2~66 d时，材料磁性能衰退明显，此后，磁性能缓慢衰退。本文研究结果对于研究1J50材料在高温环境中的适应性具有一定意义。

印制电路板（简称PCB）微孔加工质量直接决定内、外层线路连接的稳定性和可靠性，刀具结构是影响微孔加工质量的主要因素之一。本文通过改变微钻的钻尖角、第一后角和第二后角，研究了硬质合金微钻的刀具结构对高速印制电路板与柔性双面覆铜板微孔钻削的切屑形貌、钻削轴向力、微钻磨损及加工质量的影响。结果发现，高速板和柔性板切屑形貌分别呈短弯曲状和长条螺旋状；加工高速板和柔性板时，适当增大钻尖角能有效降低刀具磨损和孔壁粗糙度，还能提升孔位精度；改变第一后角对刀具磨损和孔壁粗糙度影响显著，第一后角10°的微钻加工高速板时的刀具磨损量是4.1%，在20°时的磨损量达到了17.1%；刀具第二后角对钻削特性影响不显著。在设计刀具结构时可以适当增加钻尖角降低第一后角来提高加工质量。

利用多弧离子镀技术在3种常用尺寸的微型钻头和棒料表面制备了不同厚度的TiAlN基涂层。通过控制涂层沉积时间，得到涂层厚度为2.1±0.3~8.6±0.3 μm。研究了涂层厚度对微型钻头和棒料的刚度以及孔位精度的影响。结果表明：制备的不同厚度涂层结合力均达到最优等级HF1-HF2。经过压弯测试，3种尺寸的微型钻头和棒料的压弯变形量随着涂层厚度的增加逐渐减小，对应的刚度逐渐增加。在φ0.15~3.0 mm微型钻头表面制备厚度~6.37 μm的涂层，涂层微型钻头刚度比未涂层时增加了25.7 %；尺寸为φ0.20~4.5mm、φ0.25~5.5mm 的微型钻头表面涂层厚度增加到8.6±0.3 μm时，刚度分别增加了23.1 %和15.6 %。经过钻孔测试，涂层微型钻头的孔位精度Cpk值高于未涂层微型钻头。将涂层微型钻头磨尖处理，孔位精度进一步提升。

硬质合金被誉为“工业的牙齿”，由90%以上由钨钴镍等战略贵重金属构成，实现硬质合金的循环利用意义重大。辊环是螺纹钢轧制所需用到的材料，也是硬质合金的最为主要的应用材料之一，其由粗晶粒碳化钨和钴镍等组成。为开发经济高效的硬质合金辊环循环利用方法，本论文探索将报废的硬质合金辊环进行高温法回收，将回收的粉末再制成硬质合金辊环。通过性能检测及实际使用，发现高温回收料辊环的抗弯强度和断裂韧性仅略差于原生料辊环，等过钢量轧钢后其修磨量仅略大于原生料辊环，完全满足轧钢工况对硬质合金辊环的使用要求，证明硬质合金辊环的高温回收法循环利用是可行的。

以钼为基加入少量钛、锆或钽是应用非常普遍的高强韧钼合金，广泛用于高端医疗核电航空航天及溅射靶材等领域，其中的添加元素钛、钽、锆分析通常采用传统化学方法，周期长、效率低，实验采用电感耦合等离子体光谱仪，通过样品溶解、分析线选择、基体干扰分析等方面的考察，建立了分析方法，校准曲线在Ti质量分数0.003 0%～8.00% 范围内相关系数为0.999，Ta 质量分数0.025%～1.00% 范围内相关系数为0.999，Zr质量分数0.008 0%～1.00%范围内相关系数为0.999，Ti、Ta、Zr的相对标准偏差（RSD）分别为1.68%、2.20%、3.51%，加标回收率Ti 为99.6%～104%、Ta 为98.8%～110%、Zr为98.8%～110%，分析结果同化学方法一致，极大的提高了分析效率，满足质量控制的要求。

高纯钨具有高抗电子迁移、高硬度和高熔点等优良性能而被广泛应用于制备溅射靶材、放电灯电极和高温炉构件等。本文综述了高纯钨的除杂方法和痕量杂质检测方法，着重介绍了高纯钨的湿法除杂法（沉淀法、氨溶结晶法、溶剂萃取法和离子交换法）和火法除杂法（电子束熔炼法、区域熔炼法和化学气相沉积法）的原理、优缺点和应用现状，并指出了未来高纯钨除杂方法需要重点解决的几个问题，从而为设计高效合理的除杂方案提供理论和技术支持。

镍钛合金因其形状记忆效应和良好的生物相容性成为理想的人体植入材料，广泛应用于人体管腔支架等医疗领域。疲劳性能是该合金医疗应用的重要指标，需满足10年以上的疲劳使用寿命。本文综合评述了镍钛合金疲劳性能的相关研究，包括：通过有限元分析法预测合金的疲劳寿命，采用表面处理技术和热处理技术改善合金的耐腐蚀性能和耐磨性能，进而提高合金的疲劳性能。在此基础上，提出利用调节镍钛合金的化学成分、加工技术、热处理方式以及合金表面改性等方法以提升镍钛合金的生物兼容性和耐疲劳性能，将成为镍钛合金的研究热点。

本文简述了高强韧WC-Co硬质合金的发展方向，介绍了等离子球磨新技术的基本原理和方法，总结了近年来基于等离子球磨技术的“碳化烧结一步法”在制备高性能WC-Co硬质合金中的进展。等离子球磨制备硬质合金表现出3点优势：（1）显著提高了W与C反应的活性，极大地降低了WC的合成温度，有望采用“碳化烧结一步法”制备WC-Co硬质合金，简化制备工艺流程，实现节能降耗；（2）等离子球磨有利于形成板状结构的WC晶粒，并且能够较方便地控制WC的形态，为设计和调控WC-Co硬质合金的组织创造了很大的空间；（3）利用等离子球磨方法制备WC-Co硬质合金适于普通烧结的规模生产技术，所得到的材料具有优异的强韧力学性能。

硬质合金因具有优异的耐磨性和耐腐蚀性能等被广泛应用。3D打印，又名“增材制造”，为一种新兴的先进成型技术，已经在航空航天、生物材料等领域得到应用。然而，在难熔金属及其碳化物，如硬质合金等领域还处于起步阶段。一些企业及科研机构正在致力于或关注3D打印硬质合金的研发，但是迄今为止，仍然没有实质性的进展——即没有一种3D打印方法可以全面解决硬质合金打印产品的表面光洁度差、微观孔隙度高和强度低等问题。本文围绕近些年国内外3D打印硬质合金的主要方法：激光选区烧结/熔覆（SLS/SLM）、熔丝制造（FFF）、粘接相喷射（BJP）和数字光处理（DLP）等，对各种3D打印方法的特点、存在的问题等进行了整理、讨论和分析，并对3D打印硬质合金技术的发展进行了展望。

通过在Ti(C,N)-WC-NbC-Co-Ni金属陶瓷中加入ZrC，研究了ZrC不同添加量对Ti(C,N)基金属陶瓷微观组织、力学性能及其在2 mol/L 盐酸中的耐腐蚀性能的影响。实验结果表明，在碳氮化钛基金属陶瓷中适量的ZrC添加将会与NbC产生协同作用，在抑制脆性固溶体壳相厚度的同时，能够促使铌元素通过固溶强化及金属间化合物弥散强化的形式对粘结相进行增强，提高了材料力学性能及耐腐蚀性能。当ZrC过量加入达到10%时，金属陶瓷材料的显微组织发生突变，主要由粘结相及白芯灰壳结构组成，同时粘结相中铌元素含量减少，力学性能及耐腐蚀性能均大幅度下降。实验试样中，含有1%ZrC的金属陶瓷试样抗弯强度达到2 550 MPa，并且有最高的断裂韧性13.0 MPa·m^1/2。

利用真空液相烧结制备了两种不同Ni含量的Mo₂FeB₂基金属陶瓷，采用SEM和EDX研究了Ni添加剂对金属陶瓷显微组织和力学性能的影响，结果表明：Ni添加剂同时存在于粘结相和硬质相中，但未对其硬质相颗粒尺寸产生明显影响。Ni添加剂明显提高了金属陶瓷的抗弯强度，其数值从约1 750 MPa增加到2 200 MPa。第一性原理计算结果表明：相对于Mo₂FeB₂相，Mo₂(Fe,Ni)B₂相具有相对较好的塑性，但理论计算硬度较低。

功能梯度硬质合金（FG WC-Co）与WC-Co相比能够提供优异的硬度和断裂韧性组合。基于液相Co从高Co含量向低Co含量、从高C含量向低C含量迁移的钴、碳迁移动力，本文设计了富碳高钴的WC-15%Co和贫碳低钴的WC-6%Co双层样品。采用扫描电镜（SEM）、X 射线衍射（XRD）等分析手段，研究了双层硬质合金的微观结构与力学性能。结果表明双层样品中Co相从富碳高钴层向贫碳低钴层迁移形成梯度结构，并且两层间C含量差别越小，Co浓度梯度越大；高钴层中WC晶粒尺寸比低钴层的大，并且两层间C含量差别越小，WC晶粒尺寸差别越大；随着两层间C含量差别减小，矫顽磁力（Hc）减小，钴磁（Com）增加；硬度从1 260 HV至1 408 HV逐渐升高，从WC-15%Co面加压测的抗弯强度2 612 MPa高于从WC-6%Co面加压测的抗弯强度2 388 MPa。

选取3种不同厂家生产的08型WC粉作为原料，以相同的工艺路线制备WC-6%Co硬质合金样品。通过对WC原料粉末杂质含量、粒度、物相、显微形貌、晶粒尺寸和晶格参数详细分析以及不同温度烧结后合金显微组织、WC晶粒夹粗数量和WC平均晶粒度表征，探究WC粉末特性对合金烧结敏感性的影响。研究结果表明，采用颗粒尺寸分布均匀集中、亚晶尺寸大，结晶性完整以及晶格常数与标准值差异较小的WC-C粉末作为原料可以有效的降低合金的烧结敏感性。当烧结温度从1 410 ℃升高到1 450 ℃，WC-C制备的合金中WC晶粒夹粗数量增幅较小，且WC平均晶粒度无明显变化维持在0.48 μm，同时WC碳含量在6.17% ~6.21%波动时，对合金中的WC晶粒夹粗影响亦相对较小。