本发明提供了一种晶粒尺寸可控的超细晶粒纯钨、钨基高比重合金和钨铜复合材料及其制备方法，属于高熔点金属及金属基热沉材料技术领域。具体工艺为：将钨粉与合金元素或铜粉进行机械混合；将上述处理的钨粉或混合粉进行模压成型，成型压力为30－100MPa；或冷等静压成型，成型压力为100－300MPa；将成型好的生坯置于叶蜡石模具中，放入六面顶或两面顶压机中；首先对样品施加1－10GPa的压力，然后对样品两端施加10－25kW的交流电进行烧结，烧结体经研磨抛光，相对密度为96－99％。其优点在于：获得晶粒大小与初始钨粉粒度相当的超细晶粒钨基块体材料；能够保持最初的成分含量。制备得到的超细晶粒钨基块体材料有较好的力学性能和抗热冲击性。