Ti(C,N)基金属陶瓷具有高硬度、耐磨性、红硬性以及化学稳定性等诸多优点，已被广泛用于切削加工材料。但是其主要缺点是韧性不够。如何解决其硬度和韧性之间的矛盾是该材料研发中的关键问题。实现材料的功能梯度化是解决这一矛盾的有效途径之一。
一种重要的方法是金属陶瓷的表面氮化处理技术。在这种氮化处理过程中，由于氮元素与金属陶瓷中其它合金元素亲和力的不同，使得强氮化物形成元素向表面迁移，同时使其它元素向内部迁移，形成梯度结构。已有工作表明氮化处理可以显著提高材料的韧性和表面硬度，使得材料具有“内韧外刚”的特点。此方向的研究对于进一步提高金属陶瓷的性能，拓宽其实际应用有着重要的作用。
金属陶瓷合金的表面氮化处理一般在金属陶瓷材料烧结后，在1200℃的氮气氛中保温20小时，在合金表面形成20微米的富氮层。这层富氮层富N和Ti，贫W和C。高N的活性是使N向内部迁移，使Ti在粘结相中往外迁移和W往内迁移的驱动力，在己经存在的碳氮化物颗粒上形成包裹层，通过阻碍颗粒边界的滑移来改善切削过程中抗塑性变形的能力。也可以通过在N2气氛中直接烧结的方法来实现金属陶瓷的功能梯度化。这种方法的元素扩散情况与氮化处理相似，只是由于其整个烧结过程包括液相烧结阶段都是在N2气氛下完成的，而氮化处理的温度是在材料的液相点以下，因而直接在N2气氛中烧结的梯度金属陶瓷与氮化处理的金属陶瓷相比，其成分梯度要大一些，表面层的深度要大些。整个烧结处理过程都在可控的N2压力下进行。烧结过程中，碳氮化物的成分受N2分压和温度的影响，可以以此来调整成分。在烧结过程中，添加少量的氧，可以强化TiC在氮气中的氮化过程。同时，内部C扩散到表面和氧发生反应，生成CO或CO2，N则扩散进入到Ti(C，N)晶格中占据由于C的迁移所留下的空位。由于表层下面富粘结相层的存在，起到了阻止表面硬化层中裂纹向内扩展的作用，因此在获得表层硬化效果的同时保持住金属陶瓷的抗弯强度和断裂韧性不至下降。
最近，也有人提出，碳含量对Ti(C,N)基金属陶瓷的显微组织结构与力学性能存在显著影响，而碳元素与金属陶瓷内各合金元素的亲和力也存在差异，因此如果对金属陶瓷进行渗碳，也可以实现材料成分和显微组织的梯度化分布，提高材料力学性能。初步的工作表明，渗碳处理可以在保证材料原有横向断裂强度不降低的同时提高材料的表面硬度，并且提高材料的表层抗剥落能力。
梯度金属陶瓷的理论研究和应用研究自上世纪末以来己有了很大的进展，并己开发出切削和耐磨性能比涂层硬质合金和涂层金属陶瓷更好的刀具材料。由于梯度金属陶瓷的制备成本比涂层硬质材料低很多，因此可以说梯度金属陶瓷是一种很有希望的新型工具材料。(一员)
