中文摘要：

碳纳米管的比重小、弹性摸量高、热导率高、结构稳定，是先进复合材料的重要组元；而硬质合金硬度高、使用温度高、应用广泛。将碳纳米管与硬质合金复合，通过调节复合材料的成分、微结构和针对该复合材料的制备工艺，进行多元纳米复合材料的制备、微结构、不同组织结构对WC/CO/CNT（碳纳米管）的硬度、韧性、导热性能的影响研究，发挥碳纳米管在提高材料力学、导热，抑制界面迁移、晶粒长大等方面的作用，从而提高复合材料的硬度和综合性能，使WC/Co/CNT的硬度达25GPa以上、综合性能显著优于常规硬质合金。目前，尚未见碳纳米管与硬质合金复合的文献报道。通过加入碳纳米管、纳米化、多元复合等措施，提高复合材料的硬度和综合性能，涉及到材料制备、微结构、界面物理等诸多学科；研究的复合材料体系以实用材料为基础，不仅有深刻的学术意义，也有广泛的应用前景。

结论摘要：

本课题研究了碳纳米管-硬质合金复合材料的制备和性能。用高能球磨法制备碳化钨及相关碳化物（包括碳化钒、碳化钼、碳化钛等）过程中的结构变化和这些碳化物的形成机理，确定了不同碳化物的最佳制备工艺；研究了钨粉表面状态对球磨过程的影响，发现即使钨粉表面具有X射线衍射尚不能检测到的微量氧化物层，都将大大推迟WC的形成。加入少量Al、Mg或将钨粉在氢气氛中退火处理消除钨粉表面的氧化物层，将加速碳化钨的形成；将经过适当处理（分散、纯化、表面镀镍等）的碳纳米管与碳化钒、碳化钨、Co复合，研究了碳纳米管含量和处理工艺对碳化钨复合材料的结构和性能的影响；较系统地对石墨、钨与其他元素在球磨过程中的结构变化进行了理论和实验研究，用计算机模拟的方法对石墨 - turbostratic carbon - 非晶碳的转变进行了研究，提出了turbostatic carbon 的微结构新的模型，模拟结果更接近实验曲线，从而更好地解释了石墨在球磨及机械加工过程中微结构的变化机理。还研究了钨于低熔点金属（如In、Sn等）在球磨过程中的结构变化及化合物的形成机理，合成了其他方法难于合成的W-In、W-Sn新的化合物。