硬质合金烧结是液相烧结过程，其中的固相颗粒（主要是难熔碳化物颗粒）形貌与分布会直接影响合金的性能，如硬度、强度等。而液相烧结合金的组织，即固相颗粒的形状以及分布状态，取决于固相物质的结晶学特征、液相的润湿性或二面角的大小。

 

固相颗粒的结晶学特征

所谓的结晶学特征主要指结合键类型、晶体的方向性、晶面能这三个要素。对于WC-Co硬质合金，由于WC晶体是以共价键和离子键结合，结合键强度高，其溶解度较小，又由于非等轴晶特征，结合键方向性极强，导致烧结后的合金组织中WC保持多边形状。而对于诸如钨合金等重合金，晶体内主要是金属键和离子键，结合强度要小于硬质合金，比较容易溶解，同时结合键方向较弱，液相烧结合金通过溶解和再析出，固相颗粒发生重结晶长大，冷却后的颗粒多呈卵形。

 

 

液相的润湿性或二面角

液相的润湿性或二面角也会深刻影响固相颗粒的形貌与分布。根据液相对固相的润湿理论，二面角是由固-固界面张力γss和液界面张力γsl之比决定的：

cos（ψ/2）=1/2*γss/γsl （1）

式中，

ψ--二面角。

当γsl《γss时，ψ小于60°，液相就沿固相界面散开，完全覆盖固相颗粒表面（如上图a）；当γsl>γss，则ψ>120°，这时液相呈隔离的滴状分布在固相界面的交汇点上（如上图b）。

 

当液相数量足够填充颗粒所有间隙而且没有气孔存在的理想状况下：

1.ψ=0°时，凝固的液相组分形成连续膜包围固相颗粒；

2.0°<ψ<120°时，在固相颗粒间形成液相区，并与多个颗粒相连，固相颗粒成为不被液相完全分隔的状态；

3.ψ>120°时，形成分立的液相区，并被固相颗粒包围。