硬质合金材料具有高硬度、高强度以及优良的耐磨耐蚀性，因此在切割刀具领域具有广泛的运用。尤其是在木材加工行业中所使用的传统的钢制圆锯片已经逐渐被具有更高切割精度以及较长使用寿命的硬质合金圆锯片所取代。而现如今硬质合金圆锯片已经逐渐向超薄型发展，超薄硬质合金圆锯片的锯路宽度通常为1.0mm - 2.0mm，外径范围通常为125mm – 305mm。另外，在家居建材以及各种装饰材料加工的过程中也经常使用硬质合金圆锯片，其可以有效提高木材的利用率，提升产品质量，降低能源消耗，有着广阔的应用前景。

硬质合金超薄圆锯片的加工制造工艺包括了锯板和锯齿材料的制造及热处理、锯片几何参数设计、锯板的整平、锯板的机械加工、锯齿的焊接、锯齿的涂层以及锯板表面处理技术。它具有以下几个特点：
1.锯路宽度小、切割损失小、出材率较高。比常规锯片的锯路窄18%-30%，最小的超薄锯片齿宽可达1.0mm，可以满足一些对特窄锯路加工有特殊需求的产品，如钢琴键盘、音响等。通过降低切割损失，可以大幅提高薄板加工和贵重材料加工的木材利用率，节约资源，提高加工效率；
2.切割中产生的锯屑量少，不会造成污染且功耗较低。

目前，硬质合金圆锯片在木材加工中的主要运用领域，有以下几个方面：
1.多层复合实木地板的表板剖分：使用硬质合金圆锯片进行锯切不会破坏表板的木材纤维，使得木材纹理自然，在涂漆后不会出现表面裂纹。这样一来，对于消费者来说，无论从外观上还是使用情况上都有着较好的评价；
2.铅笔基板：早在20世纪70年代，美国的企业就已经采用了锯路宽度为1.3mm的超薄圆锯片锯切5mm厚的铅笔基板，并将计算机引入超薄锯片的维护之中；
3.此外，硬质合金圆锯片还在木质百叶窗、钢琴琴键、滑雪板、音响、乒乓球拍板以及红木等一些贵重木材的家具制造中有着广泛运用。

硬质合金圆锯片

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MOSIC是金属—氧化物半导体集成电路的英文简写。是以金属—氧化物—半导体场效应晶体管为主要元件构成的集成电路。该电路的制造结构简单，隔离方便。电路尺寸较小且功耗低。MOS（金属—氧化物—半导体）管是一种双向器件，设计灵活性很高。一般来说MOS集成电路功耗低，集成度很高，可以用作数字集成电路。但是这种集成电路的缺点是速度较低，驱动能力比较弱。

按晶体管的沟道导电类型，可分为P沟MOSIC、N沟MOSIC以及将P沟和N沟MOS晶体管结合成一个电路单元的互补MOSIC，分别称为PMOS 、NMOS和CMOS集成电路。随着工艺技术的发展，CMOS集成电路已成为集成电路的主流，工艺也日趋完善和复杂 ，由P阱或N阱CMOS发展到双阱CMOS工艺。按栅极材料可分为铅栅、硅栅、硅化物栅和难熔金属（如钼、钨）栅等MOSIC，栅极尺寸已由微米进入亚微米（0.5～1微米）和强亚微米（0.5微米以下）量级 。

钨加热子在高温下和镀膜装置里的残余气体会发生反应，作为氧化物会被蒸发掉。并且加热子会和被蒸发物质铝发生反应形成Na+，这样以来加热子应用在MOSIC上的问题就比较严重了。因此，为了减少Na+的污染，执法之前要加长脱气的时间并且升高温度，加热到钨丝发红而又不会导致铝发生熔化现象。脱气时蒸发电压为4~6V，电流50~55A，时间为1分钟最好。在此条件下进行蒸发镀膜可以一定程度上克服因蒸发沾污而造成漏电使结特性变坏。

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加热元件是一种将电能转化为热能的电子设备，常常应用于热水器，洗碗机，烤箱，烤面包机，咖啡壶以及其他需要用到产热功能的设备。加热元件主要由电线圈组成，可以采用绝缘材料或者防护材料将其进行包裹。当电流通过导线传递，遇到电阻后就会产生热量。所产生的热量的大小可以通过调整通过导线的电流的大小进行改变。加热元件包括短波红外加热管，中波红外加热管，远外加热管、电热圈等。

一般条件下，加热元件的烧毁程度会随着时间的流逝而加大。因此，他们常被设计成可访问的样式，这样一来就很容易更换坏掉的加热元件。但是，元件更换需要消耗比较多的成本，因此，在更换之前最好先做好测试，看是否问题出在加热元件上。有可能是因为电还没有到达元件，导致元件无法产生热量，也有可能是接线上出现了问题，或者是其他原因。

加热元件之所以能够获得巨大的热量主要源于其金属材料。作为具有良好导电性能的钨加热子，常常作为加热元件用于真空喷镀领域。之所以选择金属材料作为加热元件的一部分，是因为他们能够承受多次的冷却和加热循环，材料利用率高，节约成本，且效果好。在潮湿的情况下，加热元件可以被隐藏在安全的环境中，隔绝材料会将热量分散开来，不让空气中的水分和加热元件进行直接的接触。

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钨铜合金薄板性能表征指的是钨铜合金薄板的物相分析、显微组织观察以及各项性能测试。其中物相分析还可细分为差热分析（Differential thermal analysis，DTA）、XRD物相分析（X-ray diffraction）以及成分测试等。差热分析采用的是差热分析仪，其原理是通过在一定温度下不发生任何化学反应和物理变化的稳定物质作为参照物与等量的待测物（钨铜合金薄板）在相同环境中等速变温的情况下进行比较。待测物任何物理和化学上的变化与它所处同一环境中的标准物温度相比都会出现暂时的升高或降低。而XRD物相分析则采用铜靶K辐射，调整工作电流、电压以及扫描速率，利用特征X谱线测出钨铜合金薄板试样中的主要组成相。

对于钨铜材料来说，成分测试一般采用稀硝酸—氢氟酸溶液，这是因为在硝酸介质中钨会以钨酸的形式沉淀并与铜分离。之后用氢氧化铵将钨酸沉淀溶解，以钨酸铵灼烧重量法测定钨；再以电感耦合等离子体原子发射光谱法测定滤液中所残余的钨，二者相加即为钨的总量。对钨铜合金薄板进行显微组织观察的过程是砂纸磨制→水冲洗→抛光（刚玉Al2O3）→水冲洗→酒精清洗→烘干→浸蚀（浸蚀剂采用1:1铁氰化钾和氢氧化钠混合溶液）→水冲洗→酒精清洗→烘干→观察试样。

各项性能的测试包括密度测试、硬度测试（维氏硬度HV）、电阻率（电导率）测试、热导率测试、热膨胀系数检测等。其中密度测试采用的是经典的阿基米德排水法；显微硬度采用的是金刚石压头以规定载荷压入试样表面后的压痕长度来确定；电阻率的测定通常采用电桥法；热导率则是先在钨铜合金薄板试样的表面喷涂上碳粉以防止表面反射入射光，然后在一定温度下采用闪光法导热分析仪将加热元的氙灯发射一束脉冲打在样品下表面，并由红外探测器测量升温情况得到热扩散系数。

钨铜合金薄板

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钨铜药型罩被称作是弹药的心脏，它同时具有钨高硬度、高强度、低热膨胀系数的特性以及铜良好塑性和优良的导电导热率。相比于单一金属药型罩，这种复合型药型罩能量转换与吸收机制更合理、化学能的利用率更充分、破甲性能更优越、造价也更低，具有广泛的开发前景。随着生产技术及工艺的革新，密实药型罩逐渐被粉末药型罩所替代。钨铜粉末药型罩因其密度高、延展性好、穿深大、杵堵少等优势，已逐步在聚能弹药等军工领域起到了至关重要的作用。但是，在制备钨铜药型罩过程中随着制备温度的升高，铜的流失始终是个不可避免的问题。铜相的流失会使得材料的致密度和强度发生一定程度的下降。

相关研究人员通过对压制压力、烧结温度及时间等因素对含铜率的变化规律的分析，总结出含铜量和相对密度对药型罩射流性能的影响，为制备钨铜粉末药型罩提供一定的理论基础。实验表明，烧结样品的含铜率随压制压力的增大而增大，随烧结时间和烧结温度的增大而减小，铜流失率则相反。这是由于：
1.压制压力的增大有效地缩小W颗粒间的间距，使Cu颗粒很难从材料内流失，从而减缓材料内部Cu颗粒向外挥发的速度；
2.增大压制压力使得Cu颗粒表面的接触面积逐步增大，使原本具有较大自由能的Cu颗粒在熔化的过程中更容易与相邻Cu颗粒融合形成较大的颗粒，降低了微小颗粒在高温阶段的挥发几率，使含铜量保持稳定。
因此，钨铜粉末药型罩的含铜率对其射流穿深的影响明显小于相对密度，但对射流稳定性起着重要作用，铜流失率越小的药型罩射流穿深稳定性越好。

钨铜药型罩

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太阳能电池的开发和应用是当前新能源领域的研究热点，如何提高转化效率和降低成本是太阳能电池研究的两个关键问题。目前市场上的硅太阳能电池制造成本过高，不利于推广应用。纳米TiO₂太阳能电池由于具有廉价的成本、简单的工艺及稳定的性能等优点，已成为第一代太阳能电池的有力竞争对手。其制作成本仅为硅太阳能电池的1/5~1/10，光电效率稳定在10%，寿命能达到20年以上，但是如何提高转换效率一直是科学家们研究的焦点。

纳米氧化钨材料具有无毒、无害、容易制备、性能稳定、价格低廉以及优良的可见光响应等优点，是一种较为理想的光电化学反应体系光阳极半导体材料，在光电化学领域如光解水、光降解有机污染物及太阳能电池得到了广泛的应用。

染料敏化太阳能电池的光阳极材料大部分采用TiO₂，其原因是相对于钌系光敏材料，TiO₂是与其具有最佳能级匹配关系的半导体材料。氧化钨是PEC光电化学池常用的光阳极催化材料之一。相对TiO₂、ZnO等光阳极材料（能隙约3.4eV），WO₃具有更窄的能隙（2.5~2.8eV）。其中钙钛矿结构通过A位和B位掺杂或取代更容易进行结构调控。因此，钨基氧化物光阳极材料是一类具有良好潜在开发前景的太阳能光电化学电池阳极材料。

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掺杂是改善过渡金属氧化物可见光响应常用的方法。大量研究表明，稀土等金属离子掺杂可显著提高半导体材料的光催化性能，然而金属掺杂可能导致催化剂热稳定性降低且引入光生电子和空穴的复合中心从而降低其光电性能。非金属掺杂如C，N，F和S掺杂可提高半导体材料的热稳定性和导电性，并通过在导带和价带之间形成“中间能级”而提高材料对可见光的响应。氮掺杂可显著提高半导体材料对可见光的吸收效率。

纳米多孔氧化钨制备方法：
1）钨片的处理方法：先将钨片切成10mm x 15mm的小片，采用水磨砂纸逐级打磨至表面无划痕，再分别用丙酮、异丙醇、甲醇和去离子水超声清洗15min，氮气吹干以备用。
2）采用两电极阳极氧化法，以金属钨片作为阳极，10mm x 15mm 大小的铂片作为对电极，放入电解槽中，两电极之间的距离是25mm。将电解槽置于恒温水浴槽中，调节水浴温度以控制反应温度；钨片反应面积为0.88cm²。添加一定量配置好的含不同浓度NH₄F的1mol/L的（NH₄）₂SO₄溶液电解质。

（不同反应温度的氮掺杂纳米孔状WO3电极的稳态光电流谱）

氮掺杂的方法：
将制备好的自组装纳米孔状WO₃置于管式炉，通入NH₃/N₂（体积比1:2）混合气体，以5℃/min的升温速率加热到一定温度，并保温一定时间，然后自然降温到室温。NH₃和N₂的纯度均为99.999%，流量为120ml/min。

（不同反应温度的氮掺杂纳米孔状WO3电极的光电转化效率谱）

（氮掺杂及纯纳米孔状WO3电极的能带结构示意图）

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目前在模具制造领域，硬质合金材料已经成为了不可或缺的角色。随着加工产品的复杂性不断增大，产品性能要求的不断提高，相关研究人员也将开发新型硬质合金材料作为研究方向之一。前些年，新型硬质合金材料以Fe、Ni代替Co为主，主要用于YG15、YG20、YG25等对强韧性要求高的冷镦模和冷挤压模。而近年来，研究热门转向了超细晶以及纳米晶硬质合金和梯度结构硬质合金。细晶和超细晶硬质合金已面世，就如细晶YG8硬质合金拉丝模在控制小于1mm钢丝时，效率是普通拉丝模的3倍。而梯度硬质合金又可分为成分梯度和组织结构梯度，一般采用金属溶液渗透处理进行生产。此外，还有镶铸镶嵌硬质合金热作模具，其在轧管和线材轧制等方面取得了非常良好的效果。

基于金属拉伸变形对模具产生不均匀磨损机理，研究人员提出了最大以及最小拉拔角理论。发现国产模具与国外模具使用寿命的差距主要在于角度的设计上，国外的模具在模心底部与模套内孔底面中心接触部位采用了双凸面设计，其能够使受力最大的中心部位紧密贴合，四周的孔隙又可供过盈配合。由此国内的一些厂家也得到启发，对相应的模具做出了结构上的改进，尤其是在原来设计的六角硬质合金凹模上进行了改进，使之成为六瓣镶套组合使用，这样一来既节约了硬质合金的使用量又使得装配简单、更换方便（损坏一瓣可逐一更换）。在加工与装配技术方面，硬质合金一般采用热压或冷压镶套以及真空钎焊。

硬质合金模具

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