CN113929463B - 一种烧结法制备钛副族碳氮化物固溶体复相陶瓷材料的方法 - Google Patents

一种烧结法制备钛副族碳氮化物固溶体复相陶瓷材料的方法 Download PDF

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Abstract

一种烧结法制备钛副族碳氮化物固溶体复相陶瓷材料的方法。本发明属于复相陶瓷材料领域。本发明的目的是为了解决现有复相陶瓷的烧结性和断裂韧性差的技术问题。方法：步骤1：将钛副族碳化物粉体和钛副族碳氮化物粉体混合或还加入钛副族碳氢化物粉体，球磨混料，过筛后得到混合粉体；步骤2：将步骤1得到的混合粉体进行放电等离子体烧结或热压烧结，得到钛副族碳氮化物固溶体复相陶瓷材料。本发明制备方法利用同族元素之间固溶特性相互作为烧结助剂，可以丰富相界，改善钛副族陶瓷的烧结性能，达到固溶强化的效果。且当钛副族氢化物添加后，烧结过程在初期阶段进行保温，引入空位，显著提升了致密度。

Description

一种烧结法制备钛副族碳氮化物固溶体复相陶瓷材料的方法
技术领域
本发明属于复相陶瓷材料领域，具体涉及一种烧结法制备钛副族碳氮化物固溶体复相陶瓷材料的方法。
背景技术
由于钛副族碳氮化物的高熔点、高硬度、良好的抗热震性和固态相稳定性，因此在超高温领域应用中极具潜力。钛副族碳氮化物的密度比其他难熔碳化物如TaC和WC的密度低，因此钛副族碳氮化物是用于下一代火箭发动机和高超音速航天器结构部件的良好潜在材料。同时在超硬工具材料、微电子材料和核能储备材料及涂层材料等许多领域都具有广阔应用前景。但由于钛副族碳氮化物高的共价键配位特性和低的自扩散系数，使复相陶瓷的烧结性和断裂韧性差，其使用受到限制。
近年来，人们已经做出许多努力来提高钛副族碳氮化物陶瓷的可烧结性，但是引入不同的添加剂会损伤材料固有性能，且烧结材料依然常出现获得的微观结构与性能不理想，以及自身烧结温度高等问题，因此面对日益迫切的高性能需求，制备出优异的钛副族碳氮复相陶瓷对于复合材料领域具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有复相陶瓷的烧结性和断裂韧性差的技术问题，而提供一种烧结法制备钛副族碳氮化物固溶体复相陶瓷材料的方法。
本发明的一种烧结法制备钛副族碳氮化物固溶体复相陶瓷材料的方法按以下步骤进行：
步骤1：将钛副族碳化物粉体和钛副族碳氮化物粉体混合，先超声分散，然后在惰性气体保护下球磨混料，过筛后得到混合粉体；
步骤2：将步骤1得到的混合粉体进行放电等离子体烧结或热压烧结，得到钛副族碳氮化物固溶体复相陶瓷材料。
进一步限定，步骤1中所述钛副族碳化物粉体为碳化钛粉体、碳化锆粉体或碳化铪粉体。
进一步限定，步骤1中所述钛副族碳氮化物粉体为碳氮化钛粉体、碳氮化锆粉体或碳氮化铪粉体。
进一步限定，步骤1中所述钛副族碳化物粉体和钛副族碳氮化物粉体的粒径均为1μm～3μm。
进一步限定，步骤1中所述超声分散的频率为30kHz～40kHz，时间为10min～30min。
进一步限定，步骤1中所述球磨的磨球为硬质合金，球料比为(5～50):1，球磨转速为200rpm～300rpm，球磨时间为5h～30h。
进一步限定，步骤1中所述是指过200目筛。
进一步限定，步骤1中所述混合粉体为碳化锆粉体和碳氮化钛粉体的混合物、碳化钛粉体和碳氮化锆粉体的混合物、碳化铪粉体和碳氮化钛粉体的混合物、碳化钛粉体和碳氮化铪粉体的混合物、碳化锆粉体和碳氮化铪粉体组成的物或碳化铪粉体和碳氮化锆粉体的混合物。
进一步限定，步骤1中所述混合粉体(以摩尔百分含量为100％计)中钛副族碳化物粉体的摩尔质量分数为80％～95％，余量为钛副族碳氮化物。
进一步限定，步骤2中所述热压烧结的过程为：先以20℃/min～40℃/min的升温速率升温至500～700℃，然后以15℃/min～25℃/min的升温速率升温至1600～2100℃，并在1600～2100℃下保温0.5h～1.5h，然后以10℃/min～30℃/min的速率降至室温，在升温至500～700℃时进行加压，加压至20MPa～60MPa，在此压力下保压至保温结束。
进一步限定，步骤2中所述放电等离子体烧结的过程为：先以250℃/min～350℃/min的升温速率升温至500～700℃，然后以50℃/min～150℃/min的升温速率升温至1600～2100℃，并在1600～2100℃下保温5min～25min，然后以10℃/min～30℃/min的速率降至室温，在升温至500～700℃时进行加压，加压至20MPa～60MPa，在此压力下保压至保温结束。
本发明的一种烧结法制备钛副族碳氮化物固溶体复相陶瓷材料的方法按以下步骤进行：
步骤1：将钛副族碳化物粉体和钛副族碳氮化物粉体混合，然后加入钛副族氢化物粉体，先超声分散，然后在惰性气体保护下球磨混料，球磨后真空干燥，过筛后得到混合粉体；
步骤2：将步骤1得到的混合粉体进行放电等离子体烧结或热压烧结，得到钛副族碳氮化物固溶体复相陶瓷材料。
进一步限定，步骤1中所述钛副族碳化物粉体为碳化钛粉体、碳化锆粉体或碳化铪粉体。
进一步限定，步骤1中所述钛副族碳氮化物粉体为碳氮化钛粉体、碳氮化锆粉体或碳氮化铪粉体。
进一步限定，步骤1中所述钛副族碳化物粉体和钛副族碳氮化物粉体的粒径均为1μm～3μm。
进一步限定，步骤1中所述超声分散的频率为30kHz～40kHz，时间为10min～30min。
进一步限定，步骤1中所述球磨的磨球为硬质合金，球料比为(5～50):1，球磨转速为200rpm～300rpm，球磨时间为5h～30h，球磨介质为无水乙醇。
进一步限定，步骤1中所述是指过200目筛。
进一步限定，步骤1中所述真空干燥的温度为50～70℃，时间为1h～5h。
进一步限定，步骤1中所述混合粉体为碳化锆粉体和碳氮化钛粉体的混合物、碳化钛粉体和碳氮化锆粉体的混合物、碳化铪粉体和碳氮化钛粉体的混合物、碳化钛粉体和碳氮化铪粉体的混合物、碳化锆粉体和碳氮化铪粉体组成的物或碳化铪粉体和碳氮化锆粉体的混合物。
进一步限定，步骤1中所述混合粉体(以摩尔百分含量为100％计)中钛副族氢化物的摩尔质量分数为1％～20％，钛副族碳化物粉体的摩尔质量分数为45％～85.5％，余量为钛副族碳氮化物。
进一步限定，步骤2中所述放电等离子体烧结或热压烧结的过程为：先以250℃/min～350℃/min的升温速率升温至500～700℃，然后以50℃/min～150℃/min的升温速率升温至1200～1400℃，并在1200～1400℃下保温5min～25min，继续以50℃/min～150℃/min的升温速率升温至1600～2100℃，并在1600～2100℃下保温5min～25min，然后以10℃/min～30℃/min的速率降至室温，在升温至500～700℃时进行加压，加压至20MPa～60MPa，在此压力下保压至保温结束。
本发明与现有技术相比具有的显著效果：
1)本发明制备方法通过优化烧结工艺、调整原料粉末化学成分和添加烧结助剂的方式更全面提升制备材料性能。高能球磨降低原始粉末粒径可以有效改善钛副族陶瓷的烧结性能，提升烧结致密性，获得细晶微观组织，为烧结反应的进行提供更强的驱动力。
2)本发明制备方法利用同族元素之间固溶特性相互作为烧结助剂，可以丰富相界，改善钛副族陶瓷的烧结性能，达到固溶强化的效果。且当钛副族氢化物添加后，烧结过程在初期阶段进行保温，引入空位，显著提升了致密度。
3)本发明制备的钛副族碳氮化物固溶体复相陶瓷力学性能与纯相钛副族碳氮化物材料相比均有提升，本发明的方法可以为其他金属陶瓷制备提供良好思路，提升金属陶瓷制备性能。
4)本发明的方法直接采用钛副族的碳化物和钛副族的碳氮化物混合，引入钛副族氢化物作为空位源，避免了由于多种原料混合和实际烧结实验过程复杂而导致的碳或氮残留以及烧结产物纯度低的问题，此外，减少了实验步骤的繁琐，还可以避免误差出现。
附图说明
图1为实施例7制备得到的复相陶瓷的XRD示意图；
图2为实施例7制备得到的复相陶瓷的SEM示意图；
图3为图2中A处白色相的元素含量图；
图4为图2中B处灰色相的元素含量图。
具体实施方式
实施例1：本实施例的一种烧结法制备钛副族碳氮化物固溶体复相陶瓷材料的方法按以下步骤进行：
步骤1：按摩尔百分比将95％碳化锆粉体(1μm～3μm)和5％碳氮化钛粉体(1μm～3μm)混合，先在35kHz下超声分散10min，然后在惰性气体保护下球磨混料，磨球为硬质合金，球料比为40:1，球磨转速为250rpm，球磨时间为24h，过200目筛后得到混合粉体；
步骤2：将步骤1得到的混合粉体进行热压烧结，先以30℃/min的升温速率升温至600℃，然后以20℃/min的升温速率升温至2000℃，并在2000℃下保温1h，然后以20℃/min的速率降至室温，在升温至600℃时进行加压，加压至30MPa，在此压力下保压至烧结结束，得到钛副族碳氮化物固溶体复相陶瓷材料(Zr,Ti)x(C,N)y。
实施例2：本实施例的一种烧结法制备钛副族碳氮化物固溶体复相陶瓷材料的方法按以下步骤进行：
步骤1：按摩尔百分比将90％碳化锆粉体(1μm～3μm)和10％碳氮化钛粉体(1μm～3μm)混合，先在35kHz下超声分散10min，然后在惰性气体保护下球磨混料，磨球为硬质合金，球料比为40:1，球磨转速为250rpm，球磨时间为24h，过200目筛后得到混合粉体；
步骤2：将步骤1得到的混合粉体进行热压烧结，先以30℃/min的升温速率升温至600℃，然后以20℃/min的升温速率升温至2000℃，并在2000℃下保温1h，然后以20℃/min的速率降至室温，在升温至600℃时进行加压，加压至30MPa，在此压力下保压至烧结结束，得到钛副族碳氮化物固溶体复相陶瓷材料(Zr,Ti)x(C,N)y。
实施例3：本实施例的一种烧结法制备钛副族碳氮化物固溶体复相陶瓷材料的方法按以下步骤进行：
步骤1：按摩尔百分比将80％碳化锆粉体(1μm～3μm)和20％碳氮化钛粉体(1μm～3μm)混合，先在35kHz下超声分散10min，然后在惰性气体保护下球磨混料，磨球为硬质合金，球料比为40:1，球磨转速为250rpm，球磨时间为24h，过200目筛后得到混合粉体；
步骤2：将步骤1得到的混合粉体进行热压烧结，先以30℃/min的升温速率升温至600℃，然后以20℃/min的升温速率升温至2000℃，并在2000℃下保温1h，然后以20℃/min的速率降至室温，在升温至600℃时进行加压，加压至30MPa，在此压力下保压至烧结结束，得到钛副族碳氮化物固溶体复相陶瓷材料(Zr,Ti)x(C,N)y。
实施例4：本实施例的一种烧结法制备钛副族碳氮化物固溶体复相陶瓷材料的方法按以下步骤进行：
步骤1：按摩尔百分比将80％碳化锆粉体(1μm～3μm)和20％碳氮化钛粉体(1μm～3μm)混合，先在35kHz下超声分散10min，然后在惰性气体保护下球磨混料，磨球为硬质合金，球料比为40:1，球磨转速为250rpm，球磨时间为24h，过200目筛后得到混合粉体；
步骤2：将步骤1得到的混合粉体进行放电等离子烧结，先以300℃/min的升温速率升温至600℃，然后以100℃/min的升温速率升温至2000℃，并在2000℃下保温10min，然后以20℃/min的速率降至室温，在升温至600℃时进行加压，加压至30MPa，在此压力下保压至烧结结束，得到钛副族碳氮化物固溶体复相陶瓷材料(Zr,Ti)x(C,N)y。
实施例5：本实施例与实施例4不同的是：步骤1中碳化锆粉体的摩尔百分数为50％，碳氮化钛粉体的摩尔百分数为50％。其他步骤及参数与实施例4相同。
实施例5：本实施例与实施例4不同的是：步骤1中碳化锆粉体的摩尔百分数为50％，碳氮化钛粉体的摩尔百分数为50％。其他步骤及参数与实施例4相同。
实施例6：本实施例与实施例4不同的是：步骤1中碳氮化锆粉体的摩尔百分数为50％，碳化钛粉体的摩尔百分数为50％；步骤2中以100℃/min的升温速率由600℃升温至1900℃并保温10min。其他步骤及参数与实施例4相同。
实施例7：本实施例与实施例4不同的是：步骤1中碳氮化锆粉体的摩尔百分数为90％，碳化铪粉体的摩尔百分数为10％；步骤2中以100℃/min的升温速率由600℃升温至1800℃并保温10min。其他步骤及参数与实施例4相同。
实施例8：本实施例的一种烧结法制备钛副族碳氮化物固溶体复相陶瓷材料的方法按以下步骤进行：
步骤1：按摩尔百分比将85.5％碳化锆粉体(1μm～3μm)和4.5％碳氮化钛粉体(1μm～3μm)混合，然后加入10％氢化锆粉体，先在35kHz下超声分散10min，然后在惰性气体保护下球磨混料，磨球为硬质合金，球料比为40:1，球磨转速为250rpm，球磨时间为24h，球磨介质为无水乙醇，使混合料呈泥浆状，球磨后在60℃下真空干燥6h，过200目筛后得到混合粉体；
步骤2：将步骤1得到的混合粉体进行放电等离子烧结，先以300℃/min的升温速率升温至600℃，然后以100℃/min的升温速率升温至1300℃，并在1300℃下保温时间10min，继续以100℃/min的升温速率升温至1900℃，并在1900℃下保温时间10min，然后以20℃/min的速率降至室温，在升温至600℃时进行加压，加压至30MPa，在此压力下保压至烧结结束，得到钛副族碳氮化物固溶体复相陶瓷材料(Zr,Ti)x(C,N)y。
实施例9：本实施例与实施例8不同的是：步骤1中碳化锆粉体的摩尔百分数为72％，碳氮化钛粉体的摩尔百分数为18％。其他步骤及参数与实施例8相同。
实施例10：本实施例的一种烧结法制备钛副族碳氮化物固溶体复相陶瓷材料的方法按以下步骤进行：
步骤1：按摩尔百分比将45％碳化锆粉体(1μm～3μm)和45％碳氮化钛粉体(1μm～3μm)混合，然后加入10％氢化锆粉体，先在35kHz下超声分散10min，然后在惰性气体保护下球磨混料，磨球为硬质合金，球料比为40:1，球磨转速为250rpm，球磨时间为24h，球磨介质为无水乙醇，使混合料呈泥浆状，球磨后在60℃下真空干燥6h，过200目筛后得到混合粉体；
步骤2：将步骤1得到的混合粉体进行放电等离子烧结，先以300℃/min的升温速率升温至600℃，然后以100℃/min的升温速率升温至1300℃，并在1300℃下保温时间10min，继续以100℃/min的升温速率升温至1900℃，并在1900℃下保温时间10min，然后以20℃/min的速率降至室温，在升温至600℃时进行加压，加压至30MPa，在此压力下保压至烧结结束，得到钛副族碳氮化物固溶体复相陶瓷材料(Zr,Ti)x(C,N)y。
对固溶体复相陶瓷进行XRD测试，测试结果如图1所示。由图1可知能够相互固溶，得到(Zr,Ti)x(C,N)y固溶体复相陶瓷，同时生成物中有富ZrC相与富Ti相，固溶驱动的互扩散传质对于材料的低温致密化具有重要意义，此外丰富的相界会提升材料相关力学性能，形成碳氮空位能够促进材料在烧结过程中的物质传输，降低烧结激活能，降低临界分解流动应力，促进致密化过程。
对(Zr,Ti)x(C,N)y固溶体复相陶瓷的断口进行SEM测试，测试结果如图2所示。由图2可知复相陶瓷由白色相A和灰色相B两相组成，材料完全致密，组织分布均匀，晶粒尺寸细小。结合能谱分析可知，白色相A和灰色相B均含有显著的阳离子固溶，为固溶体相，其中白色相为富Zr相，灰色相为富Ti相。
实施例11：本实施例与实施例8不同的是：步骤1中碳化锆粉体的摩尔百分数为85.5％，碳氮化钛粉体的摩尔百分数为4.5％，氢化钛粉体的摩尔百分数为10％。其他步骤及参数与实施例8相同。
实施例12：本实施例与实施例11不同的是：步骤1中碳化锆粉体的摩尔百分数为72％，碳氮化钛粉体的摩尔百分数为18％。其他步骤及参数与实施例11相同。
实施例13：本实施例的一种烧结法制备钛副族碳氮化物固溶体复相陶瓷材料的方法按以下步骤进行：
步骤1：按摩尔百分比将85％碳氮化锆粉体(1μm～3μm)和5％碳化铪粉体(1μm～3μm)混合，然后加入10％氢化钛粉体，先在35kHz下超声分散10min，然后在惰性气体保护下球磨混料，磨球为硬质合金，球料比为40:1，球磨转速为250rpm，球磨时间为24h，球磨介质为无水乙醇，使混合料呈泥浆状，球磨后在60℃下真空干燥6h，过200目筛后得到混合粉体；
步骤2：将步骤1得到的混合粉体进行放电等离子烧结，先以300℃/min的升温速率升温至600℃，然后以100℃/min的升温速率升温至1300℃，并在1300℃下保温时间10min，继续以100℃/min的升温速率升温至1800℃，并在1800℃下保温时间15min，然后以20℃/min的速率降至室温，在升温至600℃时进行加压，加压至30MPa，在此压力下保压至保温结束，得到钛副族碳氮化物固溶体复相陶瓷材料(Zr,Hf,Ti)x(C,N)y。
实施例14：本实施例与实施例13不同的是：步骤1中碳化铪粉体的摩尔百分数为10％，碳氮化锆粉体的摩尔百分数为85％，氢化钛粉体的摩尔百分数为5％。其他步骤及参数与实施例13相同。
实施例15：本实施例与实施例13不同的是：步骤1中碳化铪粉体的摩尔百分数为10％，碳氮化钛粉体的摩尔百分数为85％，氢化锆粉体的摩尔百分数为5％。其他步骤及参数与实施例13相同。
检测试验：
(一)对(Zr,Ti)x(C,N)y固溶体复相陶瓷进行力学测试分析，使用尺寸为2×4，×25mm3的试样，在跨距为20mm、压头速度为0.5mm/min的Instron-1186机器上，通过三点弯曲实验测量弯曲强度。
(二)样品的维氏硬度使用维氏压痕实验在9.8N的外载荷下测量，停留时间为10s。
结果表明如表1所示。
表1实施例1-15样品性能检测数据
抗弯强度(MPa) 硬度(GPa)
实施例1 378±18 18.3±1.0
实施例2 386±19 19.6±0.8
实施例3 361±43 17.8±1.2
实施例4 338±34 19.96±0.79
实施例5 346±28 20.1±1.0
实施例6 <u>420±37</u> 2<u>2</u>±1.<u>9</u>
实施例7 <u>377±39</u> <u>17.4±0.9</u>
实施例8 383±26 20.4±0.8
实施例9 363±44 18±1.2
实施例10 503±61 22.5±1.9
实施例11 449±51 21.7±0.9
实施例12 316±20 15.9±1.1
实施例13 362±35 18.2±0.3
实施例14 373±25 19.7±0.9
实施例15 378±38 21.7±1.0

Claims (8)

1.一种烧结法制备钛副族碳氮化物固溶体复相陶瓷材料的方法，其特征在于，该方法按以下步骤进行：
步骤1：将钛副族碳化物粉体和钛副族碳氮化物粉体混合，先超声分散，然后在惰性气体保护下球磨混料，过筛后得到混合粉体；
步骤1中所述钛副族碳化物粉体为碳化钛粉体、碳化锆粉体或碳化铪粉体，步骤1中所述钛副族碳氮化物粉体为碳氮化钛粉体、碳氮化锆粉体或碳氮化铪粉体，步骤1中所述混合粉体中钛副族碳化物粉体的摩尔质量分数为80%~95%，余量为钛副族碳氮化物；
步骤2：将步骤1得到的混合粉体进行放电等离子体烧结或热压烧结，得到钛副族碳氮化物固溶体复相陶瓷材料；
步骤2中所述热压烧结的过程为：先以20℃/min~40℃/min的升温速率升温至500~700℃，然后以15℃/min~25℃/min的升温速率升温至1600~2100℃，并在1600~2100℃下保温0.5h~1.5h，然后以10℃/min~30℃/min的速率降至室温，在升温至500~700℃时进行加压，加压至20MPa~60MPa，在此压力下保压至保温结束，步骤2中所述放电等离子体烧结的过程为：先以250℃/min~350℃/min的升温速率升温至500~700℃，然后以50℃/min~150℃/min的升温速率升温至1600~2100℃，并在1600~2100℃下保温5min~25min，然后以10℃/min~30℃/min的速率降至室温，在升温至500~700℃时进行加压，加压至20MPa~60MPa，在此压力下保压至保温结束。
2.根据权利要求1所述的一种烧结法制备钛副族碳氮化物固溶体复相陶瓷材料的方法，其特征在于，步骤1中所述钛副族碳化物粉体和钛副族碳氮化物粉体的粒径均为1μm~3μm。
3.根据权利要求1所述的一种烧结法制备钛副族碳氮化物固溶体复相陶瓷材料的方法，其特征在于，步骤1中所述超声分散的频率为30kHz~40kHz，时间为10min~30min，步骤1中所述球磨的磨球为硬质合金，球料比为（5~50）:1，球磨转速为200rpm~300rpm，球磨时间为5h~30h，步骤1中所述过筛是指过200目筛。
4.根据权利要求1所述的一种烧结法制备钛副族碳氮化物固溶体复相陶瓷材料的方法，其特征在于，步骤1中所述混合粉体为碳化锆粉体和碳氮化钛粉体的混合物、碳化钛粉体和碳氮化锆粉体的混合物、碳化铪粉体和碳氮化钛粉体的混合物、碳化钛粉体和碳氮化铪粉体的混合物、碳化锆粉体和碳氮化铪粉体组成的混合物或碳化铪粉体和碳氮化锆粉体的混合物。
5.一种烧结法制备钛副族碳氮化物固溶体复相陶瓷材料的方法，其特征在于，该方法按以下步骤进行：
步骤1：将钛副族碳化物粉体和钛副族碳氮化物粉体混合，然后加入钛副族氢化物粉体，先超声分散，然后在惰性气体保护下球磨混料，球磨后真空干燥，过筛后得到混合粉体；
步骤1中所述钛副族碳化物粉体为碳化钛粉体、碳化锆粉体或碳化铪粉体，步骤1中所述钛副族碳氮化物粉体为碳氮化钛粉体、碳氮化锆粉体或碳氮化铪粉体，步骤1中所述混合粉体中钛副族氢化物的摩尔质量分数为1%~20%，钛副族碳化物粉体的摩尔质量分数为45%~85.5%，余量为钛副族碳氮化物；
步骤2：将步骤1得到的混合粉体进行放电等离子体烧结或热压烧结，得到钛副族碳氮化物固溶体复相陶瓷材料；
步骤2中所述放电等离子体烧结或热压烧结的过程为：先以250℃/min~350℃/min的升温速率升温至500~700℃，然后以50℃/min~150℃/min的升温速率升温至1200~1400℃，并在1200~1400℃下保温5min~25min，继续以50℃/min~150℃/min的升温速率升温至1600~2100℃，并在1600~2100℃下保温5min~25min，然后以10℃/min~30℃/min的速率降至室温，在升温至500~700℃时进行加压，加压至20MPa~60MPa，在此压力下保压至保温结束。
6.根据权利要求5所述的一种烧结法制备钛副族碳氮化物固溶体复相陶瓷材料的方法，其特征在于，步骤1中所述钛副族碳化物粉体和钛副族碳氮化物粉体的粒径均为1μm~3μm。
7.根据权利要求5所述的一种烧结法制备钛副族碳氮化物固溶体复相陶瓷材料的方法，其特征在于，步骤1中所述超声分散的频率为30kHz~40kHz，时间为10min~30min，步骤1中所述球磨的磨球为硬质合金，球料比为（5~50）:1，球磨转速为200rpm~300rpm，球磨时间为5h~30h，球磨介质为无水乙醇，步骤1中所述过筛是指过200目筛，步骤1中所述真空干燥的温度为50~70℃，时间为1h~5h。
8.根据权利要求5所述的一种烧结法制备钛副族碳氮化物固溶体复相陶瓷材料的方法，其特征在于，步骤1中所述混合粉体为碳化锆粉体和碳氮化钛粉体的混合物、碳化钛粉体和碳氮化锆粉体的混合物、碳化铪粉体和碳氮化钛粉体的混合物、碳化钛粉体和碳氮化铪粉体的混合物、碳化锆粉体和碳氮化铪粉体组成的混合物或碳化铪粉体和碳氮化锆粉体的混合物。
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