新型核壳结构WC@Co纳米复合粉的可控制备及机理研究

本项目率先采用液相还原法可控制备高分散性核壳结构型WC@Co纳米复合粉，在异相成核理论的基础上研讨WC@Co核壳结构的形成机理，建立WC@Co核壳结构模型，并利用核壳型复合粉的高分散性结构来改善粘结相Co的分布、抑制硬质合金晶粒异常长大，提高硬质合金的强韧性。研究内容包括：⑴采用液相还原法制备核壳结构型WC@Co纳米硬质合金原料粉；⑵探讨WC@Co核壳结构的形成机制，考察WC/Co比例对核壳结构、粒度的影响；⑶探讨纳米硬质合金烧结过程中原料粉的核壳结构抑制WC晶粒异常长大的机理。本项研究工作不仅会揭示原料粉的结构、合金组织的均匀性和致密性、合金的强韧性三者之间的联系，而且将为研制高强韧性的纳米硬质合金提供有效的理论基础和实际途径，具有重要的科学研究意义和价值。

提高WC-Co硬质合金的强韧性，一直为传统硬质合金行业所关注。我们采用液相还原法，通过控制WC/Co的比例和反应时间来可控制备核壳结构型WC@Co纳米复合粉，利用核壳型复合粉的高分散性结构来改善粘结相Co的分布、抑制硬质合金晶粒异常长大，以提高硬质合金的强韧性。首先，我们研究了WC@Co核壳结构的形成机理，WC/Co的比例和反应时间对核壳结构的影响，建立了WC@Co核壳结构模型；其次，通过低压烧结成型使核壳型复合粉致密化，得到了原料粉的结构、合金组织的均匀性和致密性、合金的强韧性三者之间的对应关系；最后，通过对烧结后合金组织的分析与对比，揭示了原料粉的核壳结构抑制烧结过程中WC晶粒异常长大的机理。本研究工作为获得高强韧性的硬质合金提供了一条可行且有效的制备WC/Co合金原料粉的路线。