难熔金属钨与钼及其合金材料作为重要的战略高温结构材料,在电光源、电力、冶金、化工、兵器以及核工业中约束等离子体的第一壁材料以及偏滤器等方面具有广泛的应用。由于钨与钼极高的熔点,常采用粉末冶金工艺在较高的烧结温度、较长保温时间下进行制备,易导致烧结试样的晶粒尺寸过粗、显微组织结构紊乱,最终使烧结后试样的综合性能较差。烧结工艺作为粉末冶金流程最为核心的一节,对材料性能起到关键性的作用,因而选用合适的烧结工艺具有十分重要的现实意义。微波烧结技术因其本身所具有的整体性加热、选择性加热和非热效应而表现出了独特的特性。相较于传统烧结工艺能够显著降低温度、提升加热速率,在制备细小颗粒、结构均匀、力学性质卓越的烧结试样方面拥有巨大的潜力。本论文以热等离子合成法制备的准球形纳米钼粉末与钨粉末分别作为前驱体,研究烧结温度、升温速率、压制压力与保温时间等工艺参数对微波烧结难熔金属钨与钼试样显微组织结构演变及力学性能的影响,同时,对钨及钼试样在微波烧结过程中的动力学及机制进行分析,并同常规烧结工艺后的试样进行对比。利用有限元模拟法对微波烧结纳米钨粉压坯过程中的腔内及试样切面的电磁场强度分布进行有限元模拟分析。本研究得到以下成果:通过对钼的微波烧结工艺研究发现,烧结温度与升温速率对钼试样的组织结构与硬度值有着较大的影响,而保温时间的影响相对较小。在1250℃较低的烧结温度下保温30min可制备出具有最高显微硬度359.5 HV0.2的钼试样。在最佳工艺参数即1450℃温度下、保温区间为20 min、加热速率为20℃/min的工艺条件下可制备出致密度为99.2%、晶粒尺寸仅为2.07μm且组织结构均匀、硬度值为324.1HV的微波烧结试样,优于同一烧结温度下、保温1 h、最高升温速率为10℃/min传统烧结工艺下制备得到的致密度达99.1%、晶粒尺寸为7μm、硬度值为241 HV0.2的钼试样。难熔金属钨的微波烧结工艺研究发现,烧结温度、升温速率与压制压力对试样的组织结构与综合性能有着较大的影响,而保温时长的影响相对较小。在最佳工艺参数即1500℃较低的烧结温度下、保温区间为30 min、加热速率为20℃/min、压力为400 MPa的条件下可获得致密度为95.8%、晶粒尺寸为1.3μm、显微硬度值为508.6 HV0.2的试样,优于相同烧结温度下、保温1 h、最高升温速率为10℃/min的传统工艺下可获得的致密度为85.1%、颗粒大小为1.98μm、显微硬度值为450.1HV0.2的试样。当粉体的压制压力达到450 MPa时,在钨试样内部产生了分层现象,对最终试样的显微组织结构与综合性能产生不利的影响。动力学及机制分析表明,钨与钼试样在微波烧结中的扩散机制均由体积扩散与晶界扩散机制共同控制,并且随着烧结温度的增加,体积扩散机制逐渐成为核心的扩散机制。微波烧结纳米钼粉压坯的烧结活化能为186.53 k J/mol,明显低于传统烧结下钼试样的烧结活化能254 k J/mol,这表明微波场在一定程度上促进了钼试样内的原子扩散以及烧结致密化过程。对纳米钨粉压坯微波烧结过程的有限元分析发现,保温装置（氧化铝纤维与碳化硅）的设置有利于在试样周围形成均匀稳定分布的电磁场,从而保证钨试样内部温度的均匀分布。通过数值模拟,钨粉压坯上下表面的电磁场强度高于其内部,其原因是由于金属材料趋肤效应的影响,在电弧放电损耗与磁损耗机制驱动力的作用下,试样内部的细微结构与电磁场相互耦合,对微波的大量吸收从而使得试样内部的电磁场强度降低,最终有利于试样的整体性均匀加热。