WC-Co基硬质合金是以WC作为硬质相,金属Co作为粘结相,通过粉末冶金工艺生产的一类合金。它拥有高的强度、硬度、耐磨性,良好的导电导热性以及耐酸碱和抗氧化性等,在切削、车削、凿岩、铣削工具中广泛应用。传统的均质WC-Co基硬质合金的硬度与韧性之间往往难以兼顾,当合金的硬度提高时韧性下降,韧性提高时硬度则下降,反之亦然。而现代工业技术的发展,硬质合金的服役条件更加苛刻,对合金的性能也提出了更高的要求,如在要求高硬度的同时还需兼有良好的韧性。为了实现上述目标,制备超细及纳米晶硬质合金、改进硬质合金粘结相、稀土元素掺杂硬质合金以及设计梯度结构硬质合金等途径被大量尝试来提高合金的性能。本论文主要以WC-Co基硬质合金为研究对象,通过使用新颖的烧结工艺、粘结相的部分替代、对合金结构的设计以及稀土元素掺杂等来获得高性能硬质合金材料。同时,在稀土掺杂WC-Co基硬质合金研究结果的基础上,对稀土氧化物掺杂W基材料的制备与性能进行了探索性的研究。主要研究结果如下:（1）采用微波快速加热的方式来烧结制备硬质合金。以球磨方式制备WC-10Co粉末混合料,经压制成形、脱粘预烧及微波烧结制得WC-10Co硬质合金烧结体。结果表明,经24 h球磨可制得粉体尺寸细小且成分分布均匀的WC-10Co粉末混合料。1350℃下微波烧结20 min可制得相对密度高达99.5%且WC平均晶粒尺寸为291 nm的WC-10Co硬质合金,合金的硬度、抗弯强度及断裂韧性分别达90.7 HRA、2044 MPa和11.3 MPa?m^1/2。（2）通过溶液燃烧合成法制得了Co-Cu复合粉体,将其与WC粉球磨混合后,经压制成形和1350℃微波烧结制得WC-10（Co/Cu）硬质合金烧结体。组织性能测试结果表明,在粘结相中以少量的Cu替代Co可以改善烧结性能,抑制烧结体中WC晶粒的长大并提高合金的力学性能。烧结体中Cu以单质或固溶于富Co粘结相中的形式存在。当烧结体中Cu加入量为0.5 wt.%时,合金的硬度和断裂韧性分别达90.7 HRA和14.3 MPa?m^1/2。抗弯强度则在Cu加入量为1 wt.%时达到最高值2544.7 MPa。（3）通过控制球磨时间,制得了不同粉体粒度和Co含量的WC-xCo粉末混合料,经叠层压制和1350℃微波烧结制得具有层状结构的WC-Co梯度硬质合金烧结体。实验结果表明,当球磨时间由6 h延长到24 h,粉末混合料的粒度由0.31μm减小到0.11μm。烧结后的样品相对密度高于99.7%,且合金中不存在?相。此外,烧结体中Co含量仍呈层状分布,层间界面结合良好。烧结体表层的WC平均晶粒为274 nm而芯部为529 nm。由于合金内外层WC晶粒尺寸以及Co含量的差异,合金的表层硬度达到90.75 HRA,而芯部韧性达到18.12 MPa?m^1/2,合金具有外硬内韧的梯度性能。（4）采用球磨混合得到La₂O₃/WC-Co粉末混合料,经压制和1350℃微波烧结获得烧结体。组织性能测试结果表明,适量La₂O₃添加可以改善WC-Co合金的组织均匀性,减小WC的晶粒尺寸。La₂O₃以几十纳米的单颗粒或团聚成约200nm的大颗粒存在于烧结体中。La₂O₃与WC相之间存在着两种界面关系,一种界面间具有半共格的界面关系,另一种界面间共格性较差,两相界面间存在着1-3 nm的无序结构。这种无序结构却不存在于La₂O₃与Co的相界面处。La₂O₃的添加对烧结体的致密度无明显影响。当La₂O₃的含量为0.8 wt.%（按La₂O₃在Co中的质量）时,合金的硬度和断裂韧性分别达到最大值,为91.8 HRA和13.44MPa?m^1/2。抗弯强度则在La₂O₃的含量为1.2 wt.%时达到最大值2359 MPa。（5）通过湿化学法制备了具有核壳结构的W包覆La₂O₃复合粉体,粉体呈多面体状,颗粒尺寸约100-200 nm。复合粉体经压制成形后,在2200℃下于氩气气氛中烧结2 h获得了La₂O₃/W复合材料。测试结果表明,随着La₂O₃含量的增加,烧结后的样品中W晶粒尺寸变小,且微观组织中仍然保留着核壳结构。当La₂O₃加入量为0.6 wt.%时,烧结块体的相对密度高达96.93%,抗弯强度和洛氏硬度分别为434 MPa和70.3 HRA。