瑞典查爾姆斯理工大學(xué)(Chalmers University of Technology)的研究人員已經(jīng)找到了一種可以提高硬質(zhì)合金性能的新方法。查爾姆斯理工大學(xué)物理系的教授Gäran Wahnsträm說：“大到開鑿直徑達l 0m的隧道，小到電子工業(yè)精細(xì)加工電路版的直徑只有l(wèi) mm／300比頭發(fā)絲還細(xì)的微孔，市場對鉆探工具的需求量很大。”硬質(zhì)合金是由細(xì)碳化鎢粉和鉆粉制成，材料的結(jié)構(gòu)是硬的碳化鎢相和富鈷的粘結(jié)相，晶粒大小是影響硬質(zhì)合金硬度的一個重要因素，在燒結(jié)過程中能否控制晶粒長大非常重要。結(jié)合應(yīng)用理論與實驗的方法，查爾姆斯理工大學(xué)的研究人員已經(jīng)知道怎樣在生產(chǎn)工藝中在原子尺度控制硬質(zhì)合金材料的結(jié)構(gòu)。科學(xué)家們已經(jīng)
    發(fā)現(xiàn)添加微量元素可以明顯抑制晶粒的長大，添加微量的釩可使硬質(zhì)合金晶粒大小減小到1／1 0，使晶粒大小從l mm／1000減少到l mm／10000，查爾姆斯理工大學(xué)的研究小組利用高分辨電子顯微鏡發(fā)現(xiàn)：在碳化鎢晶粒的邊界形成了一種極薄的(只有兩個原子層的厚度)的立方結(jié)構(gòu)。
    法國格勒諾布爾市科研人員利用瑞典開發(fā)的原子探針X射線斷層照相術(shù)分析了原子之間的相互作用。Gäran Wahnsträm說：“在晶界出現(xiàn)的薄膜能影響晶粒的長大，在沒有利用改進的電子顯微鏡觀察以前，不能確定燒結(jié)過程中當(dāng)碳化鎢晶粒長大時，薄膜是否與碳化鎢晶界一起運動。理論上講在高的燒結(jié)溫度下這些薄膜仍然存在，根據(jù)熱力學(xué)理論這種成分的薄膜在大晶粒里是不穩(wěn)定的，不過粘結(jié)相與薄膜的相互作用可以對薄膜相起穩(wěn)定作用。”這項研究的理論部分使用了量子力學(xué)理論解釋了材料中電子的相互作用對材料性能的影響。查爾姆斯理工大學(xué)的這項研究得到了瑞典研究委員會和一些粉末冶金行業(yè)企業(yè)(山特維克公司和山高刀具公司)的資助，并得到了法國格勒諾布爾市(Grenoble)一個研究小組的合作。