随着现代工业的迅速发展,对于机械设备零部件的使用寿命提出了越来越高的要求,而其核心为提升零部件的表面性能。等离子喷涂和等离子喷焊作为表面工程技术中重要的强化方法,采用其对失效工件的表面进行再制造,不仅可以恢复工件的尺寸和形状,甚至会获得更加优异的耐磨和耐腐蚀性能。本文以Ni基WC复合涂层为研究对象,分别通过等离子喷涂和等离子喷焊技术制备了两种硬质合金涂层,研究其显微组织和耐磨性的演变规律以及涂层中主要耐磨相WC和W₂C的微观力学性能。在此基础上,采用第一性原理的方法,研究了LaAlO₃/Ni界面和LaAlO₃/WC界面的结合功、界面能和界面键合等性质,分析了稀土夹杂物LaAlO₃对于Ni基体组织和WC的细化机制。最后,通过研究TiC/WC的界面性质,判断了TiC对于WC的细化机制。等离子喷涂涂层和基体之间是以机械结合为主,而等离子喷焊涂层和基体之间则以冶金结合为主。前者组织中有大量未熔解的WC颗粒,部分Cr₇C₃、Cr₃C₂等铬的碳化物;而后者只有少量未完全熔解的WC颗粒,大量W-Cr-Ni-Fe-C五种元素组成的二次相,部分Cr₇C₃、Cr₃C₂等铬的碳化物。喷涂层的耐磨性是喷焊层的1.5倍左右。计算结果表明,在各种W-C化合物当中,h-WC、β-W₂C和γ-W₂C为稳定结构,ε-W₂C处于亚稳态,α-W₂C和c-WC为不稳定结构。所有W-C化合物中的化学键均为金属键、离子键和共价键的混合键。h-WC的各个弹性模量均为最大值,只有其表现出脆性,其余的五种W-C相则表现出一定的延展性。h-WC的理论硬度值最高,c-WC的理论硬度值最低。所有W-C相均展现出一定的弹性各向异性。对于LaAlO₃/Ni界面,在△μ_Al的大多数范围内,LaAlO₃/Ni界面的界面能总有处于Ni的液固界面能σ_{Ni（l）/Ni（s）}以下的部分,此时LaAlO₃可作为Ni的异质形核核心。对于LaAlO₃/WC界面,当△μ_Al处于较低水平时,LaO3-W终止型界面的界面能接近于零,说明其具有超高的稳定性。相对于其他终止类型的界面,LaAlO₃更有可能成为WC的异质形核核心。对于TiC/WC界面,在整个△μ_C范围内,Ti-Hole-C界面的界面能最低。特别是当△μ_C处于较低水平时,Ti-Hole-C界面的界面能是负值,其必小于碳化物直接从熔体中形核时的液-固界面能。相对于其他类型的界面,TiC更有可能成为WC的异质形核核心。