目前，世界耐火材料的研究已经从传统的“高纯、超细、均匀”发展到“纳米化、复合化设计和集成制造”。通过这些先进技术，难熔钨合金材料不仅能保留其高熔点、耐腐蚀等优良性能，还能大大提高其综合力学性能。目前，难熔金属的研究和应用还远远落后于其他金属材料。因此，通过技术改造，根据不同应用领域的要求，进一步优化和完善各种钨合金材料的加工工艺，是当前研究的重点。

而钨合金由于其高密度、高强度、低热膨胀系数、耐腐蚀以及良好的机械加工性等综合性能，已被广泛应用于航空/航天、军事装备、电子、化工等诸多领域。

其主要用途包括:(1)切割、焊接和喷涂用的碳化物，如碳化钨。(2)用于电子工业中电子管的大量灯丝和阴极，高温电阻炉的发热元件，如耐冲击钨丝和复合稀土钨电极。(3)穿甲弹、衬板等。用在高温领域，甚至军事上。

提高钨及钨合金材料的塑性，降低其塑脆转变温度，进一步提高其高温热强度性能，一直是钨合金领域的研究热点。因此，钨的塑脆转变行为、高温强度特性、焊接与复合、制造工艺优化是钨研发的主要内容。围绕这些内容的技术研发包括提纯、细化、增韧、复合。

我国钨的提纯大多从氧化物的提纯开始，通过溶剂萃取、离子交换、多次重结晶工艺提高APT的化学纯度。目前可生产纯度99.95%以上、总杂质含量小于100mg/kg的APT，钨粉纯度99.99%以上。

在细化方面，研究最多的是纳米钨粉和纳米晶钨基合金复合粉末，其制备方法有机械合金化、喷雾干燥、溶胶-凝胶、冷凝干燥、气相沉积、反应喷涂、真空空等离子喷涂沉积、硬质合金等。

钨复合的研究主要包括结构复合、强化机制复合和微观结构复合(梯度复合)。目前主要研究用作电极、触头材料和半导体元件的钨铜复合材料。该材料的成型方法主要是等静压成型(CIP)，新改进的工艺方法有:(1)纤维增强法；(2)具体结构方法；(3)电弧熔炼法；(4)金属注射成型；(5)快速定向凝固法。

抗冲击钨丝的特点及发展趋势

根据国外资料和国内应用研究的结果，所有抗冲击钨丝都是在掺杂钨的基础上，再添加微量元素Co或re，以获得更好的高温延展性，增强钨丝的抗冲击能力。因此，开发抗冲击钨丝，首先要围绕掺杂这一课题，进行系统的优化控制，达到同步提高钨丝高温强度、抗蠕变性和高温再结晶后常温强度的目的，从而获得抗冲击性能更好的钨丝；另一方面，在优质掺杂钨丝的基础上，添加具有固溶强化作用的钴或铼，以提高其再结晶后的室温延展性。

纳米钨合金材料的研究与应用

纳米钨合金的制备方法包括机械合金化、喷雾干燥、溶胶-凝胶法、干燥法、气相沉积、反应喷涂、真空空等离子喷涂沉积、机械-热化学合成等。前三种常用方法主要用于高密度钨合金、钨基复合材料(如W-Cu)、硬质合金等。

在等离子体活化烧结工艺中使用纳米粉末可以降低烧结温度200K K以上，晶粒尺寸为280nm的钨粉可以致密烧结得到1 μ m以下的晶粒，目前正在研究热压、气压和热等静压烧结，在进一步控制晶粒长大方面取得了良好的效果。

国内外学者从纳米钨合金粉的制备到烧结技术都做了一些深入的研究工作。特别是在国内，对纳米粉末的制备机理、纳米粉末的物理化学特性、纳米粉末的近净成形、纳米粉末的烧结以及烧结过程中纳米钨合金粉的晶粒长大控制等方面做了详细的研究工作，并取得了一些突破。

钨基复合材料的研究现状

目前主要使用第二相弥散强化的钨基复合材料，国外研究表明第二相的质量分数往往小于10%。近年来，为了满足航空航天工业发展和高温材料测试的要求，我国需要使用800 ~ 2000℃的高强度模具和夹具材料。为此，研究开发了高体积分数(10%、20%、30%、40%)的TiC和ZrC第二相颗粒增强的新型钨基超高温复合材料。由于碳化物颗粒的熔点高、密度低(如ZrC的熔点为3530℃，密度仅为6.74 g/cm3)，大量碳化物颗粒的加入降低了钨基复合材料的密度，对航空航天部件非常有利。[下一个]

我国研制的TiCP/W和ZRC/W复合材料室温下的最大抗弯强度和断裂韧性分别为889MPa、10.5 MPa·m1/2、843MPa和10.1 MPa·m1/2。这两种钨基复合材料具有优异的高温力学性能，其高温抗弯强度随温度升高不仅不降低反而升高，克服了一般难熔钨基合金强度随温度升高明显降低的缺点，1000℃以下抗弯强度达到室温的7.5倍。

钨复合材料W-Cu基粉末冶金复合材料是由高熔点、高硬度的钨和高导电性、导热性的铜组成的假合金。由于具有良好的耐电弧侵蚀性、耐熔焊性、较高的强度和硬度，广泛用作电接触材料、电阻焊、电火花和等离子电极材料、电热合金和高密度合金、特种军用材料(如火箭喷管和飞机喉衬)、计算机中央处理系统、大规模集成电路引线框架、固态微波管等电子器件的热沉基板。成型方法主要是等静压(CIP)，新改进的工艺方法有:①纤维增强法；②特定结构法；③电弧熔炼法；金属注射成型；⑤快速定向凝固法。

特殊微观结构的钨铜复合材料

1.纳米结构钨铜复合材料纳米结构钨铜复合材料具有接近完全致密的相对密度，可以满足高强度和高气密性的要求；采用MIM技术，纳米结构W-Cu复合材料不仅组织均匀、密度高，而且易于获得高精度、净形的复杂产品。目前很难制造出超细分散的纯金属钨和铜的混合粉末，但化学合成方法如金属氧化物粉末共还原、化学蒸发冷凝、化学机械法等。易于生产超细、分散、均匀、高纯度的复合粉末，进而获得纳米晶钨铜复合材料。

2.梯度结构W-Cu复合材料采用分层粉末加载法填充小粒径粉末，经冷压、烧结和电腐蚀后得到梯度孔隙率的钨坯，再通过渗铜制成成分连续变化的W-Cu梯度材料。此外，等离子喷涂还可以制备各种成分的W-Cu梯度功能材料。通过粉末冶金制备两种成分完全不同的W-Cu坯体，将高铜含量高热导率的坯体镶嵌到另一种低含量的坯体中，从而获得低膨胀系数高热导率的梯度功能材料。在此基础上，发明了一种新型W-Cu (Mo-Cu)梯度结构功能材料。该梯度结构材料由W-Cu (Mo-Cu)基金属部分和AlN-Al基陶瓷部分组成。这两部分的良好结合使其具有优异的综合性能，尤其是其高导热系数和低膨胀系数可以满足大功率器件对热沉的使用要求。

衬垫中衬垫的研究

衬板具有破碎性好、冲蚀性强、渗透性高等特点。，所以要求药型罩材料具有较高的密度和良好的延展性，使射流在冲蚀前能充分拉伸而不断裂。钨具有高熔点(3400℃)、高密度(19.3 g/cm3)、声速(4.03 km/s)和良好的延展性，是一种很有前途的新型药型罩材料。