1. 研究目的与意义（文献综述）

随着高新技术产业的发展，新型功能材料的种类和需求量不断增加，材料新的功能需要相应的新制备技术。烧结，是一个传统的工艺过程，指一种或多种固体粉末经过成型，在加热到一定温度后开始收缩，在低于熔点温度下变成致密、坚硬的烧结体^[1]，粉状物料在高温下转变所得的致密体一般是多晶材料，其结构由晶体、玻璃体和气孔组成。烧结的过程直接影响产品的晶粒尺寸、气孔尺寸及晶界形状和分布等微观结构。传统的烧结方式现已无法满足大量生产和各类环保要求，其烧结过程所需能量高、升温速度慢、烧结时间长、大量资源被消耗、生产效率低、所得产物因受热时温度分布不均而导致结构不均等问题已成了无法忽视的弊端。

现在存在的快速烧结手段有很多，有微波烧结、快速无压烧结、等离子活化烧结（pas）、震动压制烧结、热压、烧结—锻压法、热等静压（hip）等等。在现存的方法中微波烧结是利用微波电磁场能量与介质材料相互作用产生介质损耗而使得陶瓷坯体表面和内部同时加热，即材料自身发热这一独特机理^[2]。由于微波对陶瓷材料有很强的穿透能力，该方法具有的优点有加热、烧结速度快，避免热源污染和热损失，节约能源等。但微波烧结不能适用于所有的纳米陶瓷材料的制备，目前缺乏系统的陶瓷材料高温介电常数及对不同频率下各种材料介电常数的变化规律^[3]，这些重要因素对于整个烧结过程是极为重要的；另外样品容易产生屈服弯曲和开裂等问题，表明在微波烧结过程中对于样品的温度均匀性需要加以提高；微波烧结在改善材料显微结构、提高宏观性能方面仍存在不足。

快速无压烧结基本原理就是使用最快的加热速率加热陶瓷粉体素坯，尽快避开低温状态所发生的表面扩散(表面扩散机制使晶粒发生明显长大，却几乎不发生致密化)，直接升到一个较高的烧结温度，即在该温度下更多有效的致密化机制发生作用，从而达到阻止早期晶粒长大和限制晶粒长大数目的作用^[3]。一般来说，由于纳米粉体巨大的表面积使作为烧结驱动力的表面能剧增，扩散速率增大，烧结速率会增加。然而，通过文献[3]所知，若烧结材料导热性不好或者尺寸过大，在烧结过程中易使得样品产生热梯度，影响了其致密化等性能，所以该方法进行快速烧结需要样品有较好的导热性，对样品的尺寸也有所限制。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备：以碳化钨粉、钴粉为原料（分别添加mo、b粉末）在放电等离子烧结系统中快速烧结制备钨钴硬质合金；

材料表征：对实验所制得的钨钴硬质合金材料进行结构表征和力学性能测试，通过xrd、sem等表征手段对其形貌结构及元素构成进行了分析以及对合金材料进行密度、硬度等力学性能测试。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－8周：按照设计方案，制备钨钴硬质合金烧结材料。

第9－12周：采用xrd、sem等测试技术对复合材料的物相、显微结构、力学性能等进行测试。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 段仁官,梁开明,顾守仁.快速烧结新技术.中国陶瓷,1997,33(6).

[2] 谢志鹏,李建保,杨金龙,黄勇.高技术陶瓷的微波快速烧结研究.应用基础与工程科学学报,1994,2(2-3):132-138.

[3] 雷燕,熊帷皓.陶瓷材料纳米烧结研究进展.材料导报,2003,17(5):28-30.