随着近代材料科学的迅速发展，对原料钨粉的物理性能提出了越来越高的要求。 目前实际生产中基本上只控制粉末的平均粒度（或具有类似表征意义的松装密度 、摇实密度，比表面等），已经远远不够。因为，众所周知，这些参数表征的物 理含义具有综合性的意义。要确定地反映一种粉末的物理性能，还必须考虑粉末 的粒度组成，颗粒形貌，颗粒的表面性质，甚至它们的显微结构等等。

例如，J.L.Cronin指出，目前使用的钨粉已不能满足下一个十年（九十年代）对 钡钨阴极性能的设计要求（将要求寿命超过50000-1000000小时，具有高度重视性 和可预测性的2-10安/厘米2的阴极），将会要求采用粒度组成更窄（可能达到± 1.0μm范围），比目前使用的角形钨粉在形状上更球形化的钨粉。学者们近年的 实践也表明，窄化钨粉的粒度组成，可以克服等离子球化钨粉粒度组成宽化作用 的有害影响，大幅度提高钡钨阴极的发射性能；可以有效地严格控制离化器材料 的孔隙均匀度和透过率等物理性能。电光源钨丝用原材料钨粉的生产，实际上也 意识到这一点，人们往往将采用不同工艺制度生产的不同钨粉进行搭配，求取原 料钨粉的最佳粒度组成，结合掺杂钾含量的严格控制，达到合乎要求的高温性能 和加工性能。可见，提高金属钨粉物理性能的控制水平是当前材料科学提出的一 个实际而又急迫的课题。

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除了钨铜电触头自身的结构尺寸、粒度及其分布、制造工艺等内部因素外，一些外部的因素，如电流特性、周围介质、应用场合、触头的关合分段速度和初压力等也都会对钨铜电触头的使用性能产生一定的影响。实验发现，不同成分的触头材料都有其最佳的适用场合，如在SF6断路器中以Cu20-30/W70-80为主；在空气或真空开关中以Cu10/W90为主；在油断路器中以Cu15-20/W80-85的组分配比抗电弧烧蚀能力最强。研究还发现，不同特性的电流在通断的过程中所产生的暂态特性不同，对触头的烧损强度也不同。但是当电触头选定之后，其电流特性也就是一个既定值；周围介质对电触头的灭弧能力影响较大。如果介质的灭弧能力较强，就可以大大减少触头材料的电弧烧蚀量，这也是电触头失效的主要原因之一。

在中低压开关中常用的灭弧介质是空气或者真空状态，而相比之下，中高压断路器中常用油或者SF6作为灭弧介质。这就要求电触头不仅要具有要具有高的导电导热性、低热膨胀系数，还要求具有良好的耐磨耐蚀性。此外触头的通断、闭合的速度以及闭合的初压力对触头本身也有着很大的的影响。这是由于通断速度尤其是初开速度决定着燃弧时间，提高初开速度会极大缩短燃弧时间，从而减少钨铜电触头的烧损。而增加初压力可以有效减弱电触头因撞击而引起的机械振动，从而减少机械磨损和电弧烧损。

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钨铜电触头是由具有高硬度、高熔点、低热膨胀系数以及优良的抗电蚀能力的钨与具有良好可塑性以及导电导热性的铜所构成的二相假合金。其在两导体间作为一种可断开的载流连接点，担负着电流的通断以及负载的任务，可广泛运用于少油、多油、SF6断路器、真空接触器、高压开关、转换开关等。钨铜电触头的优劣直接影响电气系统的整体可靠性，尤其是对一些现代化大型电力系统、自动控制系统、通讯系统等，电触头的工作失效会导致整个系统工作的紊乱甚至瘫痪。因此研究和分析钨铜电触头材料的影响因素就显得至关重要了。

虽然电触头在使用中的失效形式种类繁多，影响因素分析起来也较为复杂，但是通过总结归纳也可以将他们分为两大类，及内部因素和外部因素。内部因素包括触头自身的结构尺寸、粒度及其分布、制造工艺等；而外部因素则包括触头的工作环境以及工作特性（如电流特性、周围介质、触头的关合分段速度和初压力等）。从理论上说，触头的结构尺寸越大，在使用中能量分散较开，就会使得整体的抗电弧烧蚀能力得到提升。但是在实际的生产中，由于电器开关结构大小既定限制，无法通过改变触头的尺寸来提高性能。因而相关的研究人员研发出中空触头、插入式触头以及一些加装引弧环的触头，以改善触头的散热性和保持良好的接触状态。而对于粉末粒度组成，或者说W粉粒度的大小对钨铜电触头材料性能的影响，这一直是研究中的重点。多项研究数据表明，单一较粗或较细的W粉的抗电弧烧蚀能力都较差，而按一定比例混合的尺寸在一定范围内的粗细钨粉拥有更好的综合性能。在制造工艺方面，除了烧结熔渗法、熔融浸渍法以外，近年来还出现了纤维强化法、离子注入法、电弧熔炼法等新型工艺，不过尚停留在试验阶段。

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镜子是人们生活的日常用品之一。镜子的发展已经历了铜、汞、银这三个阶段，而随着科学技术的发展，制镜工业逐渐采用真空镀铝。 虽然银镜的历史长，制备工艺成熟，但是制备过程中需要大量的白银，对环境的破坏力大，产品的质量的稳定性也不够。特别是夏季镜子容易受潮，银层容易变质。所以，铝镜一经推出就受到广大厂家的欢迎。这种镜子是在真空的状态下，通过钨加热子在玻璃的表面蒸镀一层铝膜的一种真空镀铝的新工艺。两种镜子的外表差不多，但是铝镜的镜面发青，光线比较柔和，银镜的镜面发白。

真空镀铝制备的镜子有以下优良特性：一方面，因为是运用真空物理蒸镀，以化学吸附为主，铝膜能很好的与玻璃结合，附着力好，因此，铝镜的耐磨性强，使用寿命较长。另一方面是，利用真空蒸镀下的铝的气体分子比较细密，如此一来，镀在玻璃表面的膜层就比较均匀，砂眼少，提高了铝镜的耐腐蚀性能，且不容易变质，在厨房卫生间都可以放置。还有一点就是，铝的蒸发镀膜是从紫外线到红外线，随着红外线具备比较高而且平坦的分光反射率的特点，铝镜的反射率在可见光领域内可以达到90%以上，有较高的反射率，能清洗的反射物像。

但是铝镜的耐碱性能较差，在使用的时候不能用带碱的布去擦拭。

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在显像管蒸镀的过程中丝材表面会因为温度的变化而产生结晶组织，结晶组织达到一定数量时就会大大缩短加热子的使用寿命，因此，在蒸镀过程中厂家应该注意控制丝材表面结晶组织的数量。另外，铝的插入量越多，钨加热子的使用寿命也越短，因此铝的插入量最好不要超过理论的蒸镀量。除了这两个原因之外，铝的流动型在蒸镀的过程中对加热子的使用寿命的影响也是相当大的。铝蒸气在钨绞合螺旋表面流动所浸湿的螺旋圈数来衡量铝的流动性。浸湿的螺旋圈的数量越多，表示铝的流动性越好。铝的流动性越好，每次蒸镀后残留在螺旋表面上的铝就会越少，与钨的反应机率就越小，便可延长钨绞合螺旋的使用寿命。相反，如果铝的流动性较差，那么每次蒸镀后残留的铝就会长期沉积在钨丝表面，从而缩短加热子的使用寿命。

热处理温度对加热子的使用寿命也具有一定的影响力。加热子在显像管蒸镀绕制成形后，为了提高其使用寿命，会将其放在加热炉中，在1400℃的条件下保温10分钟，进行热处理。当热处理的温度高于1450℃的情况下，丝材达到完全再结晶，螺旋就会变得很脆，一碰就碎，无法再次使用。如果热处理温度低于1350℃的话，就无法消除丝材变形过程中产生的内应力，也会降低其使用寿命。因此。控制热处理的温度也是至关重要的。

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常见的硬质合金球齿的齿形多为圆头形、弹头形，但是在使用过程中，常规的圆头形硬质合金球齿很容易发生钝化，从而影响掘进的效率；而弹头形硬质合金球齿由于齿冠尖细且齿冠球半径较小，因而在大冲击功或岩层较为坚硬的情况下，容易因基体强度不足而发生破碎。因此，硬质合金球齿的齿形结构对其使用性能上有着较大影响，对球齿的齿形结构进行优化也成为了相关研究人员的研究方向之一。

基于球形压模破岩有效机理和弯曲应力恒等理论，国内的研究人员设计出了耐钝性硬质合金球齿。这种球齿结合了圆头齿和弹头齿二者的优势，齿头由球冠形体和近似圆锥体组成；其中球冠形体进行球形压模破岩，近似圆锥体进行楔形压模破岩，球形压模在前破岩为主，楔形压模在后破岩为辅，形成了共同破岩的良好效果。此外，通过分析球形压模和楔形压模下岩石的应力分布规律，证明了耐钝硬质合金球齿的破岩效果更好、钻速更快、抗冲击韧性更好、不易钝化。有实验数据表明采用耐钝硬质合金齿的潜孔钻头寿命和平均钻速分别比弹头齿钻头高36%和28%。另一种优化球齿则采用前级超硬球体和二级超硬球体组成，在前级超硬球体破碎岩石后产生剪切体；当钻头再冲击岩石时，第二级超硬球体冲击剪切体，对岩石重复破碎。这就使得硬质合金球齿钻头在钻进较长进尺时不需提钻以及对钻头进行出刃处理，还能保持良好的碎岩能力和自锐性能。

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硬质合金球齿是由硬质相WC与粘结相Co组成的具有高硬度、高强度、高耐磨性以及冲击韧性的凿岩工具。相比于其他材料的同类产品其具有更高的钻掘速度，使用寿命延长了5-6倍，既节省了工时、提高了效率，又减少了换齿频率、减轻了体力劳动。随着工况环境的日趋复杂，凿岩对钻具性能的要求也越来越高，尤其是高风压钻具所使用的硬质合金球齿不仅需要极高的硬度和耐磨性，同时还需要良好的韧性以防止脆性断裂。而细晶结构就能有效地提高合金的使用性能，有研究表明，超细晶及纳米结构的硬质合金球齿在粘结相含量不变的情况下，当WC晶粒度小于1μm时，球齿的硬度和强度都能得到大幅的提升，并且随着WC晶粒度的进一步减小，球齿性能的提高幅度更为显著。由于纳米晶粒度小，而比表面积大、表面活性强，所以具备纳米结构的一些优异性能，如降低烧结所需温度、硬度、强度、耐磨性以及单齿冲击韧性的提高、使用寿命的延长等，是目前硬质合金材料的研究热点之一。

梯度结构硬质合金是在上世纪80年后末期研发出的一种多相结构硬质合金，其主要特点是成分和组织呈梯度分布。梯度结构硬质合金的制备原理是采用低碳硬质合金通过真空烧结获得含η相的硬质合金，并在渗碳气氛中处理以改变Co粘结相的分布使球齿的不同部位分布不同的Co含量。这样一来硬质合金球齿组织结构上呈现出Co的梯度分布，即最外层 — 贫Co层、中间层 — 富Co层、内层 — WC、Co、η三相显微组织。外层由于WC含量较高，具有较好的耐磨性；而中间层Co含量高，具有较好的韧性。因此在凿岩过程中具有更高的破坏载荷。

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