一种TiN-NbC复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，具体是一种TiN-NbC复合材料及其制备方法。
背景技术
TiN常被应用于切削刀具，这使刀具材料的硬度、韧性、抗崩刃性和抗塑性变形能力都有很好的改善，与铁元素亲和力较小，切削性能较为优异，完全优于传统的WC刀具[艾兴，刘战强.高速切削刀具材料的进展和未来[J].制造技术与机床，2001(8):21-25]。TiNx是一种组成范围较宽的缺位式固溶体，其N原子组成范围可以在一定范围内变化，数值可以为x＝0.26～1.16。TiNx中N原子数目高于Ti原子数目时，N含量高而Ti低，则为Ti缺位式固溶体，此时TiNx主要表现出共价化合物的性质，这就导致TiNx的性质不同于化学计量比化合物TiN[陈玉清,粱忠友.非化学计量与固溶体的概念及进展[J].陶瓷学报,1998,19(2):115-118.]。由于TiNx晶体内部存在高浓度的N空位，该特性可以使TiNx周围富N的环境中的N元素来填补其内部的N空位，因此，PcBN晶体中的N元素，能与TiNx很好的结合。此外，由于C原子与N原子的半径大小相当，C原子也可填补TiNx中的N空位，所以，在TiNx中可添加一些氮化物或者碳化物来提高TiNx的韧性，从而满足其作为PcBN刀具结合剂的应用需求，提高PcBN的寿命。研究表明，在添加NbC的硬质合金中，硬质相的晶粒得到细化，刀具的热硬度、抗热冲击性以及抗热氧化能力均在一定程度上有所提升。NbC同样也是复合陶瓷的主要原料，可以控制Ti(C,N)基金属陶瓷核壳结构中壳的厚度，从而影响到金属陶瓷的性能，同时，NbC的添加可以有效的降低烧结体的烧结温度[QingN,南晴,LiZ,et al.固溶体与单组元原料对Ti(C,N)基金属陶瓷组织与性能的影响[C]//中国工程科技论坛第151场—粉末冶金科学与技术发展前沿论坛.2012.]。
TiN粉体是制备TiN陶瓷及相关复合材料的原料，所以粉体的性质不仅影响到制备TiN陶瓷及其复合材料的工艺选择而且直接影响到相关产品的性能。如氮化钛粉体的颗粒大小、粒径分布范围、颗粒形貌及杂质的含量等都会对后续工艺流程产生一定的影响。如何制备出颗粒大小及形貌适宜、粒径分布范围窄、杂质含量尽可能少的TiN粉体一直是研究的主要方向。此外，采用和NbC粉末复合烧结的TiN为非化学计量比TiNx，结构中由于存在大量空位，在烧结中具有促进扩散和减低烧结温度的作用，使得在较低的温度下就能获得致密化程度较高性能较好的烧结体。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明将机械合金化法(MA)制备的非化学计量比TiNx与细化的碳化铌粉末进行混合，采用热压烧结(HP)制备无金属粘结相TiN-NbC复合材料，利用TiNx中的空位能降低烧结温度促进烧结，在此基础上和碳化铌及其他过渡族难熔碳化物复合烧结形成无金属粘结剂TiN-NbC复合材料，克服传统TiN基硬质合金的高温软化导致性能失效的缺点，同时提高其硬度及断裂韧性。
本发明采用的技术手段如下：
一种TiN-NbC复合材料，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.％。
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。
一种TiN-NbC复合材料的制备方法，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。
进一步地，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。
进一步地，所述钛粉的粒径为＜30μm，纯度＞99.5％。
进一步地，所述分散剂为分析纯≥99.7％的工业乙醇，每10g的粉末中加入0.2～0.5mL的分散剂。
进一步地，所述碳化铌粉末的粒径为1～3μm，纯度＞99％。
进一步地，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。
进一步地，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，最终制得无金属粘结相非化学计量比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。
TiNx的原料配比如下表所示：
表1制备TiNx的原料及其质量配比
表2制备TiN1.1-1.3的原料及其质量配比
较现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明将机械合金化法(MA)制备的非化学计量比TiNx与细化的碳化铌粉末进行混合，采用热压烧结(HP)制备无金属粘结相TiN-NbC复合材料，利用TiNx中的空位能降低烧结温度促进烧结，在此基础上和碳化铌及其他过渡族难熔碳化物复合烧结形成无金属粘结剂TiN-NbC复合材料，克服传统TiN基硬质合金的高温软化导致性能失效的缺点，同时提高其硬度及断裂韧性。
基于上述理由本发明可在材料合成等领域广泛推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明具体实施方式中1300～1600℃烧结温度下70vol.％TiN0.3-30vol.％NbC烧结体XRD谱图。
图2为本发明具体实施方式中1500℃下不同NbC添加量TiN0.3-NbC复合烧结体的断口SEM图，其中a)和e)表示10vol.％，b)和f)表示20vol.％，c)和g)表示30vol.％，d)和h)表示40vol.％。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
实施例1
一种TiN-NbC复合材料，其原料组成包含碳化铌微粉和TiN0.3，其原料配方表如下所示：
表3原料配方表(40g)
一种TiN-NbC复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、在33.1g的钛粉和6.9g的尿素组成的原料粉末中放入硬质合金罐后，加入工业乙醇作为分散剂，球料比为20:1，球磨介质为直径为8mm和5mm的硬质合金球，在手套箱过渡仓中进行反复洗气后放入球磨机的操作腔体内，所用气体为氩气，盖上密封盖，保证管内氩气环境下取出放入球磨机中，球磨转速为350r/min，每转60min，停机20min散热，球磨60h后，制得TiN0.3；
S2、将碳化铌粉末进行球磨细化，球料比为10:1，转速为300r/min，球磨40h，每转60min，停机10min进行散热，制得150nm的细化碳化铌微粉；
S3、将28g的TiN0.3粉末与12g的细化NbC微粉在球磨机中混料10h，球料比5:1，球磨转速为300r/min，在手套箱中将TiN0.3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100MPa，预压10s，然后把预压后的样品装入石墨模具中进行热压烧结。将石墨模具放在烧结台上，升温制度为：以20℃/min的升温速率从室温升到1000℃，在1000℃保温10min，以20℃/min的升温速率从1000℃升到1300℃，同时对烧结体缓慢施加压力至20MPa，保温120min，得到TiN0.3-NbC。
将热压烧结后的TiN0.3-NbC复合材料试样打磨抛光后进行组织及性能检测，所得烧结块体技术参数如下：
表4实施例1中复合烧结体的技术参数和具体数值
实施例2
一种TiN-NbC复合材料，其原料配比与实施例1相同，其制作方法与实施例1的不同之处在步骤S3中：
按照表3将28g的TiN0.3粉末与12g的细化NbC粉末在球磨机中混料10h，球料比5:1，球磨转速为300r/min，在手套箱中将TiN0.3和碳化铌粉末混合物装填入硬质合金模具中进行预压，预压压力为100MPa，预压10s，然后把预压后的样品装入石墨模具中进行热压烧结。将石墨模具放在烧结台上，升温制度为：以20℃/min的升温速率从室温升到1000℃，在1000℃保温10min，以20℃/min的升温速率从1000℃升到1400℃，同时对烧结体缓慢施加压力至20MPa，保温90min，制得TiN0.3-NbC复合材料。
将热压烧结后的TiN0.3-NbC复合材料试样打磨抛光后进行组织及性能检测，所得烧结块体技术参数如下：
表5实施例2中复合烧结体的技术参数和具体数值
实施例3
一种TiN-NbC复合材料，其原料配比与实施例1相同，其制作方法与实施例1的不同之处在步骤S3中：
按照表3将28g的TiN0.3粉末与12g的细化NbC微粉在球磨机中混料10h，球料比5:1，球磨转速为300r/min，在手套箱中将TiN0.3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100MPa，预压10s，然后把预压后的样品装入石墨模具中进行热压烧结。将石墨模具放在烧结台上，升温制度为：以20℃/min的升温速率从室温升到1000℃，在1000℃保温10min，以20℃/min的升温速率从1000℃升到1500℃，同时对烧结体缓慢施加压力至20MPa，保温60min，制得TiN0.3-NbC复合材料。
将热压烧结后的TiN0.3-NbC复合材料试样打磨抛光后进行组织及性能检测，所得烧结块体技术参数如下：
表6实施例3中复合烧结体的技术参数和具体数值
实施例4
一种TiN-NbC复合材料，其原料配比与实施例1相同，其制作方法与实施例1的不同之处在步骤S3中：
按照表3将28g的TiN0.3粉末与12g的细化NbC微粉在球磨机中混料10h，球料比10:1，球磨转速为300r/min，在手套箱中将TiN0.3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200MPa，预压10s，然后把预压后的样品装入石墨模具中进行热压烧结。将石墨模具放在烧结台上，升温制度为：以20℃/min的升温速率从室温升到1000℃，在1000℃保温10min，以20℃/min的升温速率从1000℃升到1600℃，同时对烧结体缓慢施加压力至20MPa，保温30min。
将热压烧结后的TiN0.3-NbC复合材料试样打磨抛光后进行组织及性能检测，所得烧结块体技术参数如下：
表7实施例4中复合烧结体的技术参数和具体数值
实施例5
一种TiN-NbC复合材料，其原料组成包含碳化铌微粉和TiN0.4，其原料配方表如下所示：
表8原料配方表(40g)
一种TiN-NbC复合材料的制作方法，包括如下步骤：
S1、在32g的钛粉和8g的尿素组成的原料粉末中放入硬质合金罐后，加入工业乙醇作为分散剂，球料比为20:1，球磨介质为直径为8mm和5mm的硬质合金球，在手套箱过渡仓中进行反复洗气后放入球磨机的操作腔体内，所用气体为氩气，盖上密封盖，保证管内氩气环境下取出放入球磨机中，球磨转速为400r/min，每转60min，停机20min散热，球磨20h后，制得TiN0.4；
S2、将碳化铌粉末进行球磨细化，球料比为10:1，转速为400r/min，球磨20h，每转60min，停机10min进行散热，制得150nm的细化碳化铌微粉；
S3、将36g的TiN0.4粉末与4g的细化NbC微粉在球磨机中混料10h，球料比5:1，球磨转速为350r/min，在手套箱中将TiN0.4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200MPa，预压20s，然后把预压后的样品装入石墨模具中进行热压烧结。将石墨模具放在烧结台上，升温制度为：以20℃/min的升温速率从室温升到1000℃，在1000℃保温10min，以20℃/min的升温速率从1000℃升到1500℃，同时对烧结体缓慢施加压力至40MPa，保温60min，制得TiN0.4-NbC复合材料。
将热压烧结后的TiN0.4-NbC复合材料试样打磨抛光后进行组织及性能检测，所得烧结块体技术参数如下：
表9实施例5中复合烧结体的技术参数和具体数值
实施例6
一种TiN-NbC复合材料，其原料组成包含碳化铌微粉和TiN0.5，其原料配方表如下所示：
表10原料配方表(40g)
一种TiN-NbC复合材料的制作方法，包括如下步骤：
S1、在30.48g的钛粉和9.52g的尿素组成的原料粉末中放入硬质合金罐后，加入工业乙醇作为分散剂，球料比为10:1，球磨介质为直径为8mm和5mm的硬质合金球，在手套箱过渡仓中进行反复洗气后放入球磨机的操作腔体内，所用气体为氩气，盖上密封盖，保证管内氩气环境下取出放入球磨机中，球磨转速为450r/min，每转60min，停机20min散热，球磨40h后，制得TiN0.5；
S2、将碳化铌粉末进行球磨细化，球料比为10:1，转速为450r/min，球磨20h，每转60min，停机10min进行散热，制得130nm的细化碳化铌微粉；
S3、将32g的TiN0.5粉末与8g的细化NbC微粉在球磨机中混料10h，球料比10:1，球磨转速为350r/min，在手套箱中将TiN0.5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300MPa，预压20s，然后把预压后的样品装入石墨模具中进行热压烧结。将石墨模具放在烧结台上，升温制度为：以20℃/min的升温速率从室温升到1000℃，在1000℃保温10min，以20℃/min的升温速率从1000℃升到1500℃，同时对烧结体缓慢施加压力至50MPa，保温60min，得到TiN0.5-NbC复合材料。
将热压烧结后的TiN0.5-NbC复合材料试样打磨抛光后进行组织及性能检测，所得烧结块体技术参数如下：
表11实施例6中复合烧结体的技术参数和具体数值
实施例7
一种TiN-NbC复合材料，其原料组成包含碳化铌微粉和TiN0.6，其原料配方表如下所示：
表12原料配方表(40g)
一种TiN-NbC复合材料的制作方法，包括如下步骤：
S1、在29.09g的钛粉和10.91g的尿素组成的原料粉末中放入硬质合金罐后，加入工业乙醇作为分散剂，球料比为10:1，球磨介质为直径为8mm和5mm的硬质合金球，在手套箱过渡仓中进行反复洗气后放入球磨机的操作腔体内，所用气体为氩气，盖上密封盖，保证管内氩气环境下取出放入球磨机中，球磨转速为600r/min，每转60min，停机20min散热，球磨20h后，制得TiC0.6；
S2、将碳化铌粉末进行球磨细化，球料比为10:1，转速为450r/min，球磨30h，每转60min，停机10min进行散热，制得110nm的细化碳化铌微粉；
S3、将24g的TiN0.6粉末与16g的细化NbC粉末在球磨机中混料10h，球料比10:1，球磨转速为350r/min，在手套箱中将TiN0.6和碳化铌粉末混合物装填入硬质合金模具中进行预压，预压压力为300MPa，预压10s，然后把预压后的样品装入石墨模具中进行热压烧结。将石墨模具放在烧结台上，升温制度为：以20℃/min的升温速率从室温升到1000℃，在1000℃保温10min，以20℃/min的升温速率从1000℃升到1600℃，同时对烧结体缓慢施加压力至30MPa，保温60min。
将热压烧结后的TiN0.6-NbC复合材料试样打磨抛光后进行组织及性能检测，所得烧结块体技术参数如下：
表13实施例7中复合烧结体的技术参数和具体数值
实施例8
一种TiN-NbC复合材料，其原料组成包含碳化铌微粉和TiN0.7，其原料配方表如下所示：
表14原料配方表(40g)
一种TiN-NbC复合材料的制作方法，包括如下步骤：
S1、在27.83g的钛粉和12.17g的尿素组成的原料粉末中放入硬质合金罐后，加入工业乙醇作为分散剂，球料比为20:1，球磨介质为直径为8mm和5mm的硬质合金球，在手套箱过渡仓中进行反复洗气后放入球磨机的操作腔体内，所用气体为氩气，盖上密封盖，保证管内氩气环境下取出放入球磨机中，球磨转速为600r/min，每转60min，停机20min散热，球磨30h后，制得TiN0.7；
S2、将碳化铌粉末进行球磨细化，球料比为20:1，转速为300r/min，球磨40h，每转60min，停机10min进行散热，制得80nm的细化碳化铌微粉；
S3、将28g的TiN0.7粉末与12g的细化NbC粉末在球磨机中混料10h，球料比10:1，球磨转速为300r/min，在手套箱中将TiN0.7和碳化铌粉末混合物装填入硬质合金模具中进行预压，预压压力为400MPa，预压20s，然后把预压后的样品装入石墨模具中进行热压烧结。将石墨模具放在烧结台上，升温制度为：以20℃/min的升温速率从室温升到1000℃，在1000℃保温10min，以20℃/min的升温速率从1000℃升到1600℃，同时对烧结体缓慢施加压力至40MPa，保温60min。
将热压烧结后的TiN0.7-NbC复合材料试样打磨抛光后进行组织及性能检测，所得烧结块体技术参数如下：
表15实施例8中复合烧结体的技术参数和具体数值
实施例9
一种TiN-NbC复合材料，其原料组成包含碳化铌微粉和TiN0.8，其原料配方表如下所示：
表16原料配方表(40g)
一种TiN-NbC复合材料的制作方法，包括如下步骤：
S1、在26.67g的钛粉和13.33g的尿素组成的原料粉末中放入硬质合金罐后，加入工业乙醇作为分散剂，球料比为20:1，球磨介质为直径为8mm和5mm的硬质合金球，在手套箱过渡仓中进行反复洗气后放入球磨机的操作腔体内，所用气体为氩气，盖上密封盖，保证管内氩气环境下取出放入球磨机中球磨转速为600r/min，每转60min，停机20min散热，球磨40h后，制得TiN0.8；
S2、将碳化铌粉末进行球磨细化，球料比为10:1，转速为400r/min，球磨20h，每转60min，停机10min进行散热，制得150nm的细化碳化铌微粉；
S3、将28g的TiN0.8粉末与12g的细化NbC微粉在球磨机中混料10h，球料比10:1，球磨转速为350r/min，在手套箱中将TiN0.8和碳化铌粉末混合物装填入硬质合金模具中进行预压，预压压力为500MPa，预压20s，然后把预压后的样品装入石墨模具中进行热压烧结。将石墨模具放在烧结台上，升温制度为：以20℃/min的升温速率从室温升到1000℃，在1000℃保温10min，以20℃/min的升温速率从1000℃升到1700℃，同时对烧结体缓慢施加压力至50MPa，保温60min。
将热压烧结后的TiN0.8-NbC复合材料试样打磨抛光后进行组织及性能检测，所得烧结块体技术参数如下：
表17实施例9中复合烧结体的技术参数和具体数值
实施例10
一种TiN-NbC复合材料，其原料组成包含碳化铌微粉和TiN0.9，其原料配方表如下所示：
表18原料配方表(40g)
S1、在25.6g的钛粉和14.4g的尿素组成的原料粉末中放入硬质合金罐后，加入工业乙醇作为分散剂，球料比为20:1，球磨介质为直径为8mm和5mm的硬质合金球，在手套箱过渡仓中进行反复洗气后放入球磨机的操作腔体内，所用气体为氩气，盖上密封盖，保证管内氩气环境下取出放入球磨机中，球磨转速为500r/min，每转60min，停机20min散热，球磨40h后，制得TiN0.9；
S2、将碳化铌粉末进行球磨细化，球料比为20:1，转速为450r/min，球磨40h，每转60min，停机10min进行散热，制得80nm的细化碳化铌微粉；
S3、将28g的TiN0.9粉末与12g的细化NbC微粉在球磨机中混料10h，球料比10:1，球磨转速为350r/min，在手套箱中将TiN0.9和碳化铌粉末混合物装填入硬质合金模具中进行预压，预压压力为500MPa，预压30s，然后把预压后的样品装入石墨模具中进行热压烧结。将石墨模具放在烧结台上，升温制度为：以20℃/min的升温速率从室温升到1000℃，在1000℃保温10min，以20℃/min的升温速率从1000℃升到1800℃，同时对烧结体缓慢施加压力至50MPa，保温30min。
将热压烧结后的TiN0.9-NbC复合材料试样打磨抛光后进行组织及性能检测，所得烧结块体技术参数如下：
表19实施例10中复合烧结体的技术参数和具体数值
实施例11
一种TiN-NbC复合材料，其原料组成包含碳化铌微粉和TiN1.1，其原料配方表如下所示：
表20原料配方表(40g)
一种TiN-NbC复合材料的制作方法，包括如下步骤：
S1、在23.16g的钛粉和16.84g的尿素组成的原料粉末中放入硬质合金罐后，加入工业乙醇作为分散剂，球料比为20:1，球磨介质为直径为8mm和5mm的硬质合金球，在手套箱过渡仓中进行反复洗气后放入球磨机的操作腔体内，所用气体为氩气，盖上密封盖，保证管内氩气环境下取出放入球磨机中，球磨转速为600r/min，每转60min，停机20min散热，球磨40h后，制得TiN1.1；
S2、将碳化铌粉末进行球磨细化，球料比为20:1，转速为450r/min，球磨40h，每转60min，停机10min进行散热，制得80nm的细化碳化铌微粉；
S3、将28g的TiN1.1粉末与12g的细化NbC粉末在球磨机中混料10h，球料比10:1，球磨转速为350r/min，在手套箱中将TiN1.1和碳化铌粉末混合物装填入硬质合金模具中进行预压，预压压力为500MPa，预压20s，然后把预压后的样品装入石墨模具中进行热压烧结。将石墨模具放在烧结台上，升温制度为：以20℃/min的升温速率从室温升到1000℃，在1000℃保温10min，以20℃/min的升温速率从1000℃升到1900℃，同时对烧结体缓慢施加压力至50MPa，保温20min。
将热压烧结后的TiN1.1-NbC复合材料试样打磨抛光后进行组织及性能检测，所得烧结块体技术参数如下：
表21实施例11中复合烧结体的技术参数和具体数值
实施例12
一种TiN-NbC复合材料，其原料组成包含碳化铌微粉和TiN1.2，其原料配方表如下所示：
表22原料配方表(40g)
一种TiN-NbC复合材料的制作方法，包括如下步骤：
S1、在22.86g的钛粉和17.14g的尿素组成的原料粉末中放入硬质合金罐后，加入工业乙醇作为分散剂，球料比为20:1，球磨介质为直径为8mm和5mm的硬质合金球，在手套箱过渡仓中进行反复洗气后放入球磨机的操作腔体内，所用气体为氩气，盖上密封盖，保证管内氩气环境下取出放入球磨机中，球磨转速为600r/min，每转60min，停机20min散热，球磨40h后，制得TiN1.2；
S2、将碳化铌粉末进行球磨细化，球料比为20:1，转速为450r/min，球磨40h，每转60min，停机10min进行散热，制得80nm的细化碳化铌微粉；
S3、将28g的TiN1.2粉末与12g的细化NbC粉末在球磨机中混料10h，球料比10:1，球磨转速为350r/min，在手套箱中将TiN1.2和碳化铌粉末混合物装填入硬质合金模具中进行预压，预压压力为500MPa，预压30s，然后把预压后的样品装入石墨模具中进行热压烧结。将石墨模具放在烧结台上，升温制度为：以20℃/min的升温速率从室温升到1000℃，在1000℃保温10min，以20℃/min的升温速率从1000℃升到1600℃，同时对烧结体缓慢施加压力至50MPa，保温60min。
将热压烧结后的TiN1.2-NbC复合材料试样打磨抛光后进行组织及性能检测，所得烧结块体技术参数如下：
表23实施例12中复合烧结体的技术参数和具体数值
实施例13
一种TiN-NbC复合材料，其原料组成包含碳化铌微粉和TiN1.2，其原料配方表如下所示：
表24原料配方表(40g)
一种TiN-NbC复合材料的制作方法，包括如下步骤：
S1、在22.86g的钛粉和17.14g的尿素组成的原料粉末中放入硬质合金罐后，加入工业乙醇作为分散剂，球料比为20:1，球磨介质为直径为8mm和5mm的硬质合金球，在手套箱过渡仓中进行反复洗气后放入球磨机的操作腔体内，所用气体为氩气，盖上密封盖，保证管内氩气环境下取出放入球磨机中，球磨转速为600r/min，每转60min，停机20min散热，球磨40h后，制得TiN1.2；
S2、将碳化铌粉末进行球磨细化，球料比为20:1，转速为450r/min，球磨40h，每转60min，停机10min进行散热，制得80nm的细化碳化铌微粉；
S3、将28g的TiN1.2粉末与12g的细化NbC粉末在球磨机中混料10h，球料比10:1，球磨转速为350r/min，在手套箱中将TiN1.2和碳化铌粉末混合物装填入硬质合金模具中进行预压，预压压力为500MPa，预压30s，然后把预压后的样品装入石墨模具中进行热压烧结。将石墨模具放在烧结台上，升温制度为：以20℃/min的升温速率从室温升到1000℃，在1000℃保温10min，以20℃/min的升温速率从1000℃升到2000℃，同时对烧结体缓慢施加压力至50MPa，保温10min。
将热压烧结后的TiN1.2-NbC复合材料试样打磨抛光后进行组织及性能检测，所得烧结块体技术参数如下：
表25实施例13中复合烧结体的技术参数和具体数值
实施例14
一种TiN-NbC复合材料，其原料组成包含碳化铌微粉和TiN1.3，其原料配方表如下所示：
表26原料配方表(40g)
一种TiN-NbC复合材料的制作方法，包括如下步骤：
S1、在22.07g的钛粉和17.93g的尿素组成的原料粉末中放入硬质合金罐后，加入工业乙醇作为分散剂，球料比为20:1，球磨介质为直径为8mm和5mm的硬质合金球，在手套箱过渡仓中进行反复洗气后放入球磨机的操作腔体内，所用气体为氩气，盖上密封盖，保证管内氩气环境下取出放入球磨机中，球磨转速为600r/min，每转60min，停机20min散热，球磨40h后，制得TiN1.3；
S2、将碳化铌粉末进行球磨细化，球料比为20:1，转速为450r/min，球磨40h，每转60min，停机10min进行散热，制得80nm的细化碳化铌微粉；
S3、将28g的TiN1.3粉末与12g的细化NbC粉末在球磨机中混料10h，球料比10:1，球磨转速为350r/min，在手套箱中将TiN1.3和碳化铌粉末混合物装填入硬质合金模具中进行预压，预压压力为500MPa，预压30s，然后把预压后的样品装入石墨模具中进行热压烧结。将石墨模具放在烧结台上，升温制度为：以20℃/min的升温速率从室温升到1000℃，在1000℃保温10min，以20℃/min的升温速率从1000℃升到1600℃，同时对烧结体缓慢施加压力至50MPa，保温90min。
将热压烧结后的TiN1.3-NbC复合材料试样打磨抛光后进行组织及性能检测，所得烧结块体技术参数如下：
表26实施例10中复合烧结体的技术参数和具体数值
通过上述实施例中的数据可知：
通过实施例1-14可知，烧结温度、TiNx含量对复合材料的性能影响较大。
通过实施例1、实施例5、实施例6、实施例7、实施例10，可知球磨机转速、运行时间以及球料质量比、酒精添加量对复合材料性能影响较小，主要的影响因素为烧结温度和保温时间。
通过实施例1-4可知，随着烧结温度的升高，同时减少烧结时间，复合材料的密度、硬度随之增加和断裂韧性呈现先上升的趋势。
通过实施例4-7可知，随着NbC含量的增加，复合材料的密度、硬度随之上升，而韧性几乎保持不变。
通过实施例8-11、实施例13可知，随着烧结温度的升高，复合材料的密度、硬度和断裂韧性随之增加，其中硬度增加较为明显。
通过实施例5、实施例10、实施例12、实施例14可知，随着TiNx中x数值越高，空位越少，则复合材料的密度、硬度、韧性随之下降。
通过实施例7、实施例8、实施例9可知，随着烧结压力升高，复合材料的密度、硬度、韧性越高。
通过实施例3、实施例4、实施例6、实施例8、实施例9可知，随着预压力的升高，复合材料的密度、硬度、韧性越高。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
