[发明专利]一种TiN-NbC复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种TiN-NbC复合材料，其特征在于，其原料组成包含碳化铌微粉和TiNx，其中0.3≤x≤0.9或x＝1.1～1.3，所述碳化铌微粉的体积百分比为10～40vol.％，TiNx的体积百分比为60～90vol.％。

2.根据权利要求1所述的TiN-NbC复合材料，其特征在于：所述碳化铌微粉的纯度＞99％，粒度为150nm以细；TiNx的粒度为150nm以细。

3.一种如权利要求1～2任一权利要求所述的TiN-NbC复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、将钛粉和尿素组成的原料粉末进行球磨，球料质量比为10:1～20:1，转速为350～600r/min，球磨20～60h，每转60min，停机20min进行散热，然后制得粒度为150nm以细的TiNx；

S2、将碳化铌粉末进行球磨细化，球料质量比为10:1～20:1，转速为250～450r/min，球磨10～40h，每转60min，停机10min进行散热，然后制得粒度为150nm以细的碳化铌微粉；

S3、在所述TiNx中加入所述碳化铌微粉并进行球磨混料，且所述碳化铌微粉的体积百分比为10～40vol.％，球料质量比为5:1～10:1，球磨转速为250～350r/min，球磨10h，每转60min，停机20min进行散热，完成TiNx与所述碳化铌微粉的混料，并将混料完成的TiNx和碳化铌微粉混合物装填入硬质合金模具中进行预压，预压压力为100～500MPa，预压10～30s，得到预压后样品，然后把预压后样品装入石墨模具中进行热压烧结，烧结压力为20～50MPa，烧结温度为1100～2000℃，保温为10～120min，然后降温卸压，制得TiN-NbC复合材料。

4.根据权利要求3所述的TiN-NbC复合材料的制备方法，其特征在于：在所述步骤S1中所述原料中钛粉与尿素粉摩尔比为6:1或5:1或4:1或10:3或20:7或5:2或20:9或20:11或5:3或20:13。

5.根据权利要求3所述的TiN-NbC复合材料的制备方法，其特征在于：所述钛粉的粒径为＜30μm，纯度＞99.5％。

6.根据权利要求3所述的TiN-NbC复合材料的制备方法，其特征在于：在所述步骤S1中，球磨过程中采用分散剂，且所述分散剂为分析纯≥99.7％的工业乙醇，每10g的所述原料粉末中加入0.2～0.5mL的分散剂。

7.根据权利要求3所述的TiN-NbC复合材料的制备方法，其特征在于：所述碳化铌粉末的粒径为1～3μm，纯度＞99％。

8.根据权利要求3所述的TiN-NbC复合材料，其特征在于：步骤S1、S2和S3的球磨过程均采用5mm和8mm两种WC硬质合金球。

9.根据权利要求3所述的TiN-NbC复合材料的制备方法，其特征在于：步骤S3中烧结的具体工艺为：首先，对预压后样品缓慢施加压力至20～50MPa；然后，以20℃/min的升温速率从室温升到1000℃，在1000℃保温10min；再以20℃/min的升温速率从1000℃升到1100～2000℃，保温10～120min，随炉冷却，得到毛坯，将制备的毛坯进行表面磨削、去毛刺处理，最终得到所述TiN-NbC复合材料；

且在烧结过程中炉温400℃前炉内真空度为10～40Pa，炉温加热到400℃之后，炉内充氮气保护。