傳統硬質合金雖然組織成分均勻一致，且各項綜合性能相比於其他材料都具有一定的優勢，但是其存在一個不可避免的矛盾，即硬度與韌性之間的平衡問題。這也是一直限制傳統硬質合金材料應用的一個重要因素。而採用新型的製備技術，使傳統硬質合金材料在結構上呈現梯度變化，可以有效調和這一組內部矛盾。梯度結構硬質合金通過組織成分呈梯度分佈而實現良好的性能，尤其是在高性能硬質合金切削工具方面具有極大的優勢。經梯度處理後，合金在表面區域形成缺立方相氮化物和碳氮化物的韌性區域，相應的粘結劑含量高於基體名義粘結劑的含量。在此基礎上，採用CVD或PVD的方法在硬質合金基體上沉積塗層，得到塗層梯度硬質合金。當塗層中形成的裂紋擴展到梯度韌性區域時，由於其良好的塑性和韌性，可以有效吸收裂紋擴展時的能量，從而有效地阻止裂紋向合金內部擴展並提高硬質合金切削工具的使用性能。

通過實驗發現，隨著合金中Co含量的增多，梯度結構合金強度與磁飽和度得到提高，硬度、磁力、密度減小，合金成分梯度結構愈明顯，梯度層也越厚；而隨著合金中的Ti（CN）含量的增多，梯度結構合金硬度提高，磁力增大，強度和密度發生減小，合金梯度層厚度變薄；在基體和塗層成分相同的情況下，有梯度結構的塗層硬質合金刀片的切削性能與無梯度結構塗層硬質合金刀片的切削性能更為優良（在同一磨損高度的條件下，切削刀具的使用壽命提高了近一倍）。此外，Co含量較高的梯度塗層硬質合金刀片的切削性能普遍優於Co含量較低的梯度塗層刀片的切削性能。

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除了鎢銅電觸頭自身的結構尺寸、粒度及其分佈、製造工藝等內部因素外，一些外部的因素，如電流特性、周圍介質、應用場合、觸頭的關合分段速度和初壓力等也都會對鎢銅電觸頭的使用性能產生一定的影響。實驗發現，不同成分的觸頭材料都有其最佳的適用場合，如在SF6斷路器中以Cu20-30/W70-80為主；在空氣或真空開關中以Cu10/W90為主；在油斷路器中以Cu15-20/W80-85的組分配比抗電弧燒蝕能力最強。研究還發現，不同特性的電流在通斷的過程中所產生的暫態特性不同，對觸頭的燒損強度也不同。但是當電觸頭選定之後，其電流特性也就是一個既定值；周圍介質對電觸頭的滅弧能力影響較大。如果介質的滅弧能力較強，就可以大大減少觸頭材料的電弧燒蝕量，這也是電觸頭失效的主要原因之一。

在中低壓開關中常用的滅弧介質是空氣或者真空狀態，而相比之下，中高壓斷路器中常用油或者SF6作為滅弧介質。這就要求電觸頭不僅要具有要具有高的導電導熱性、低熱膨脹係數，還要求具有良好的耐磨耐蝕性。此外觸頭的通斷、閉合的速度以及閉合的初壓力對觸頭本身也有著很大的的影響。這是由於通斷速度尤其是初開速度決定著燃弧時間，提高初開速度會極大縮短燃弧時間，從而減少鎢銅電觸頭的燒損。而增加初壓力可以有效減弱電觸頭因撞擊而引起的機械振動，從而減少機械磨損和電弧燒損。

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隨著近代材料科學的迅速發展，對原料鎢粉的物理性能提出了越來越高的要求。 目前實際生產中基本上只控制粉末的平均粒度（或具有類似表徵意義的松裝密度 、搖實密度，比表面等），已經遠遠不夠。因為，眾所周知，這些參數表徵的物 理含義具有綜合性的意義。要確定地反映一種粉末的物理性能，還必須考慮粉末 的粒度組成，顆粒形貌，顆粒的表面性質，甚至它們的顯微結構等等。

例如，J.L.Cronin指出，目前使用的鎢粉已不能滿足下一個十年（九十年代）對 鋇鎢陰極性能的設計要求（將要求壽命超過50000-1000000小時，具有高度重視性 和可預測性的2-10安/釐米2的陰極），將會要求採用粒度組成更窄（可能達到± 1.0μm範圍），比目前使用的角形鎢粉在形狀上更球形化的鎢粉。學者們近年的 實踐也表明，窄化鎢粉的粒度組成，可以克服等離子球化鎢粉粒度組成寬化作用 的有害影響，大幅度提高鋇鎢陰極的發射性能；可以有效地嚴格控制離化器材料 的孔隙均勻度和透過率等物理性能。電光源鎢絲用原材料鎢粉的生產，實際上也 意識到這一點，人們往往將採用不同工藝制度生產的不同鎢粉進行搭配，求取原 料鎢粉的最佳粒度組成，結合摻雜鉀含量的嚴格控制，達到合乎要求的高溫性能 和加工性能。可見，提高金屬鎢粉物理性能的控制水準是當前材料科學提出的一 個實際而又急迫的課題。

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鎢銅電觸頭是由具有高硬度、高熔點、低熱膨脹係數以及優良的抗電蝕能力的鎢與具有良好可塑性以及導電導熱性的銅所構成的二相假合金。其在兩導體間作為一種可斷開的載流連接點，擔負著電流的通斷以及負載的任務，可廣泛運用於少油、多油、SF6斷路器、真空接觸器、高壓開關、轉換開關等。鎢銅電觸頭的優劣直接影響電氣系統的整體可靠性，尤其是對一些現代化大型電力系統、自動控制系統、通訊系統等，電觸頭的工作失效會導致整個系統工作的紊亂甚至癱瘓。因此研究和分析鎢銅電觸頭材料的影響因素就顯得至關重要了。

雖然電觸頭在使用中的失效形式種類繁多，影響因素分析起來也較為複雜，但是通過總結歸納也可以將他們分為兩大類，及內部因素和外部因素。內部因素包括觸頭自身的結構尺寸、粒度及其分佈、製造工藝等；而外部因素則包括觸頭的工作環境以及工作特性（如電流特性、周圍介質、觸頭的關合分段速度和初壓力等）。從理論上說，觸頭的結構尺寸越大，在使用中能量分散較開，就會使得整體的抗電弧燒蝕能力得到提升。但是在實際的生產中，由於電器開關結構大小既定限制，無法通過改變觸頭的尺寸來提高性能。因而相關的研究人員研發出中空觸頭、插入式觸頭以及一些加裝引弧環的觸頭，以改善觸頭的散熱性和保持良好的接觸狀態。而對於粉末粒度組成，或者說W粉粒度的大小對鎢銅電觸頭材料性能的影響，這一直是研究中的重點。多項研究資料表明，單一較粗或較細的W粉的抗電弧燒蝕能力都較差，而按一定比例混合的尺寸在一定範圍內的粗細鎢粉擁有更好的綜合性能。在製造工藝方面，除了燒結熔滲法、熔融浸漬法以外，近年來還出現了纖維強化法、離子注入法、電弧熔煉法等新型工藝，不過尚停留在試驗階段。

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