传统硬质合金虽然组织成分均匀一致，且各项综合性能相比于其他材料都具有一定的优势，但是其存在一个不可避免的矛盾，即硬度与韧性之间的平衡问题。这也是一直限制传统硬质合金材料应用的一个重要因素。而采用新型的制备技术，使传统硬质合金材料在结构上呈现梯度变化，可以有效调和这一组内部矛盾。梯度结构硬质合金通过组织成分呈梯度分布而实现良好的性能，尤其是在高性能硬质合金切削工具方面具有极大的优势。经梯度处理后，合金在表面区域形成缺立方相氮化物和碳氮化物的韧性区域，相应的粘结剂含量高于基体名义粘结剂的含量。在此基础上，采用CVD或PVD的方法在硬质合金基体上沉积涂层，得到涂层梯度硬质合金。当涂层中形成的裂纹扩展到梯度韧性区域时，由于其良好的塑性和韧性，可以有效吸收裂纹扩展时的能量，从而有效地阻止裂纹向合金内部扩展并提高硬质合金切削工具的使用性能。

通过实验发现，随着合金中Co含量的增多，梯度结构合金强度与磁饱和度得到提高，硬度、磁力、密度减小，合金成分梯度结构愈明显，梯度层也越厚；而随着合金中的Ti（CN）含量的增多，梯度结构合金硬度提高，磁力增大，强度和密度发生减小，合金梯度层厚度变薄；在基体和涂层成分相同的情况下，有梯度结构的涂层硬质合金刀片的切削性能与无梯度结构涂层硬质合金刀片的切削性能更为优良（在同一磨损高度的条件下，切削刀具的使用寿命提高了近一倍）。此外，Co含量较高的梯度涂层硬质合金刀片的切削性能普遍优于Co含量较低的梯度涂层刀片的切削性能。

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除了钨铜电触头自身的结构尺寸、粒度及其分布、制造工艺等内部因素外，一些外部的因素，如电流特性、周围介质、应用场合、触头的关合分段速度和初压力等也都会对钨铜电触头的使用性能产生一定的影响。实验发现，不同成分的触头材料都有其最佳的适用场合，如在SF6断路器中以Cu20-30/W70-80为主；在空气或真空开关中以Cu10/W90为主；在油断路器中以Cu15-20/W80-85的组分配比抗电弧烧蚀能力最强。研究还发现，不同特性的电流在通断的过程中所产生的暂态特性不同，对触头的烧损强度也不同。但是当电触头选定之后，其电流特性也就是一个既定值；周围介质对电触头的灭弧能力影响较大。如果介质的灭弧能力较强，就可以大大减少触头材料的电弧烧蚀量，这也是电触头失效的主要原因之一。

在中低压开关中常用的灭弧介质是空气或者真空状态，而相比之下，中高压断路器中常用油或者SF6作为灭弧介质。这就要求电触头不仅要具有要具有高的导电导热性、低热膨胀系数，还要求具有良好的耐磨耐蚀性。此外触头的通断、闭合的速度以及闭合的初压力对触头本身也有着很大的的影响。这是由于通断速度尤其是初开速度决定着燃弧时间，提高初开速度会极大缩短燃弧时间，从而减少钨铜电触头的烧损。而增加初压力可以有效减弱电触头因撞击而引起的机械振动，从而减少机械磨损和电弧烧损。

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随着近代材料科学的迅速发展，对原料钨粉的物理性能提出了越来越高的要求。 目前实际生产中基本上只控制粉末的平均粒度（或具有类似表征意义的松装密度 、摇实密度，比表面等），已经远远不够。因为，众所周知，这些参数表征的物 理含义具有综合性的意义。要确定地反映一种粉末的物理性能，还必须考虑粉末 的粒度组成，颗粒形貌，颗粒的表面性质，甚至它们的显微结构等等。

例如，J.L.Cronin指出，目前使用的钨粉已不能满足下一个十年（九十年代）对 钡钨阴极性能的设计要求（将要求寿命超过50000-1000000小时，具有高度重视性 和可预测性的2-10安/厘米2的阴极），将会要求采用粒度组成更窄（可能达到± 1.0μm范围），比目前使用的角形钨粉在形状上更球形化的钨粉。学者们近年的 实践也表明，窄化钨粉的粒度组成，可以克服等离子球化钨粉粒度组成宽化作用 的有害影响，大幅度提高钡钨阴极的发射性能；可以有效地严格控制离化器材料 的孔隙均匀度和透过率等物理性能。电光源钨丝用原材料钨粉的生产，实际上也 意识到这一点，人们往往将采用不同工艺制度生产的不同钨粉进行搭配，求取原 料钨粉的最佳粒度组成，结合掺杂钾含量的严格控制，达到合乎要求的高温性能 和加工性能。可见，提高金属钨粉物理性能的控制水平是当前材料科学提出的一 个实际而又急迫的课题。

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钨铜电触头是由具有高硬度、高熔点、低热膨胀系数以及优良的抗电蚀能力的钨与具有良好可塑性以及导电导热性的铜所构成的二相假合金。其在两导体间作为一种可断开的载流连接点，担负着电流的通断以及负载的任务，可广泛运用于少油、多油、SF6断路器、真空接触器、高压开关、转换开关等。钨铜电触头的优劣直接影响电气系统的整体可靠性，尤其是对一些现代化大型电力系统、自动控制系统、通讯系统等，电触头的工作失效会导致整个系统工作的紊乱甚至瘫痪。因此研究和分析钨铜电触头材料的影响因素就显得至关重要了。

虽然电触头在使用中的失效形式种类繁多，影响因素分析起来也较为复杂，但是通过总结归纳也可以将他们分为两大类，及内部因素和外部因素。内部因素包括触头自身的结构尺寸、粒度及其分布、制造工艺等；而外部因素则包括触头的工作环境以及工作特性（如电流特性、周围介质、触头的关合分段速度和初压力等）。从理论上说，触头的结构尺寸越大，在使用中能量分散较开，就会使得整体的抗电弧烧蚀能力得到提升。但是在实际的生产中，由于电器开关结构大小既定限制，无法通过改变触头的尺寸来提高性能。因而相关的研究人员研发出中空触头、插入式触头以及一些加装引弧环的触头，以改善触头的散热性和保持良好的接触状态。而对于粉末粒度组成，或者说W粉粒度的大小对钨铜电触头材料性能的影响，这一直是研究中的重点。多项研究数据表明，单一较粗或较细的W粉的抗电弧烧蚀能力都较差，而按一定比例混合的尺寸在一定范围内的粗细钨粉拥有更好的综合性能。在制造工艺方面，除了烧结熔渗法、熔融浸渍法以外，近年来还出现了纤维强化法、离子注入法、电弧熔炼法等新型工艺，不过尚停留在试验阶段。

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