硬质合金主要是由硬质相WC与粘结相Co组成，其具有良好的硬度、强度以及耐磨性，在金属切削行业中有着较为广泛的应用。而为了进一步提高硬质合金刀具的硬度和耐磨性，在实际生产中常常通过调整合金中粘结相的含量以及添加立方相碳化物（如TiC、TaC、Cr3C2等）等方法或是通过引入涂层技术（如CVD化学气相沉积、PVD物理气相沉积）在硬质合金基体表面涂覆表面硬度更高、化学性质更稳定的陶瓷相层。但是由于涂层的硬质合金基体在热膨胀系数以及结合力上存在一定的差异，因而在工作中易发生涂层开裂甚至剥离的现象，从而影响了硬质合金涂层刀具的使用性能，降低了整体的工作效率。新型功能梯度硬质合金（Functionally Graded Cemented Carbide）的出现有效地抑制了涂层裂纹的形成和裂纹向基体的扩展，从根本上提高了硬质合金刀具的可靠性和使用寿命。

从组分上看，功能梯度硬质合金还可细分为非平衡碳硬质合金和含氮硬质合金。非平衡碳硬质合金或称贫碳硬质合金通过渗碳工艺可制备用于凿岩用双相硬质合金；而含氮硬质合金则可根据内部氮平衡分压与环境氮平衡分压之差，可实现氮化和脱氮，并分别形成两种截然不同的表层。氮化形成表面富立方相的硬化层；脱氮则形成表面无立方相（CCFL，cubic carbide free layer）韧性层。其形成的机理是环境中的氮气分压低于烧结体氮气平衡分压，氮气发生逸出，从而发生脱氮并形成CCFL。相比于传统结构硬质合金制备工艺，CCFL功能梯度硬质合金最大的不同也是最为关键的一环在于烧结工艺。由于原子在液相中扩散速率较快，CCFL通常选择在液相阶段形成而成为梯度烧结，通常采用氩气与氮气的混合气氛阻止氮原子逸出。采用显微硬度法、纳米压痕法和XRD（X-ray diffraction）测定CCFL结构硬质合金的硬度、断裂韧性以及应力状态。可以得出其硬度的变化与粘结相含量相匹配，在CCFL中硬度有所下降，而断裂韧性有所上升，并整体处于弱压应力状态，这就对裂纹的形成和扩展产生了抑制作用。

影响CCFL硬质合金的因素有许多，如烧结工艺、碳氮含量和相关化合物等。随着烧结时间的延长和烧结温度的升高，CCFL的厚度也随之增加，形成速率也不断加快；而随着氮含量的增加，氮在液相中的活动范围变广，其所形成的CCFL驱动力增大，形成速率得到提高；高碳含量可显著提高富Co幅值，利于CCFL的形成。此外，氮化物与碳化物含量从零开始增加，CCFL形成能力增强，厚度增加，但是氮在粘结相中的溶解度是有限的，当其达到饱和此时CCFL形成能力最强。之后在增加氮化物，未溶解的氮化物要花费更长的时间进行溶解与扩散反而阻碍了CCFL的形成。

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钨电极在焊接、切割、喷涂和冶金工业领域中的应用越来越广泛。纯钨电极具有较高的电子逸出功，因此起弧难，稳定性也较差。为改善纯钨电极的不良特性，在纯钨中加入稀土氧化物可以改善电极的焊接性能，从而大大扩大电极的应用领域，常见的稀土钨电极有钍钨电极、铈钨电极和镧钨电极。

钨电极通常采用粉末冶金的方法制取。其主要工艺包括掺杂、混料、压制、预烧、垂熔制取金属坯条、然后再经过多阶段的旋锻加工、再结晶退火、拉丝矫直、磨光等一系列工序制得。钨电极的制备工艺复杂，从原始的粉末掺杂到制得成品要经历十几个工序，每个工序之间环环相扣，相互影响。因此控制钨电极材料的生产工艺，制定合理的工艺参数，对制得高性能的钨电极具有重要的意义。

掺杂工序是制备钨电极的第一个工序，是否均匀掺杂稀土元素会对钨电极性能产生直接的影响。早前的掺杂方式是通过固-固掺杂氧化钨与其他稀土氧化物，但是其效果并不理想，经过不断改进，目前，通产采用固-液掺杂。固-液掺杂主要是氧化钨和稀土硝酸盐溶液的掺杂。这种掺杂方式大大提高和掺杂的均匀性，提高了钨电极的性能。

按一定比例的氧化钨和稀土硝酸盐放入掺杂锅中进行掺杂，当稀土硝酸盐溶液充分润湿氧化钨后，启动掺杂锅内的叶轮，边搅拌边加热，从而实现均匀掺杂。

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钨粒主要应用于碳硫分析仪对各种钢铁材料中碳和硫两种元素的测定。使用单一钨粒作为助熔剂是另一种更为简单却不失准确性的测定方法。金属锰是一种银白色金属，质地坚硬，容易在升温时氧化。在大自然中，金属锰是分布很广的元素之一，大约占地壳总原子数的万分之三。电解金属锰具有很高的纯度，它可以增加合金属材料的硬度。电解金属锰的生产企业主要集中在中国和南非。

传统方法在测定金属锰中的碳和硫的含量中，助熔剂的选择一般是以下3种：第一种是纯铁和钨粒，第二种是锡粒和钨粒，第三种是纯铁加钨粒再加上锡粒。操作员在运用这三中助熔剂进行操作时，针对助熔剂的加入量不能得到很好的控制。如果加入量过多会导致试样在燃烧时容易飞溅或者产生灰尘。如果加入量过少，会造成燃烧不充分，两者都会对分析结果造成一定的影响。

使用单一钨粒，选取金属锰标样进行3-5次的测定，得到的分析结果重复性较好，减小误差。选择一个普通极和一个高级电解金属锰试样，称取0.35g左右金属锰标本均匀置于坩埚中，并且均匀覆盖1.5g左右的钨粒进行分析测定，得出的相对标准偏差均小于5%。说明用单一钨粒作为助熔剂测量电解锰的碳硫含量的结果具有很高的精密度。

采用单一钨粒作为助熔剂来测定电解锰中的碳硫含量不仅降低了可试样分析的成本，而且操作方法简单快速，大大提高了工作效率。

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