1.4 纳米TiC/TiN粉体的制备
1.4.1 纳米TiC/TiN及其应用
TiC/TiN是应用最广泛的碳/氮化物陶瓷材料之一，具有熔点高、导热性好、硬度大、化学稳定性和热稳定性好等优点。纳米TiC/TiN粉体是指其晶粒尺寸在100nm以内的TiC/TiN粉体，用它代替微米级TiC/TiN粉体为原料可以降低烧结温度、提高烧结性能。用它作增强相，可有效提高金属、陶瓷基体的强度和韧性。而且，由于颗粒小、比表面积大，能分散在其他材料中形成导电网络，可大大提高复合材料的导电性能。
因此，纳米TiC/TiN粉体是高性能Ti（C，N）基金属陶瓷或硬质合金、耐磨材料、切削刀具材料和电极材料等的理想基料，在新材料领域中以其无可替代的技术性能占据重要地位，是发展高新技术产业的基础材料，因而越来越受到世界各国的普遍重视。
1.4.2 纳米TiC粉体的制备
1.4.2.1 等离子体法
这是一种气相法，用等离子体为热源，在密闭容器中完成反应。在等离子体气相合成纳米TiC粉体方面，白万杰以TiCl4（g）为钛源，液化气为碳源；刘庆昌以TiCl4（g）为钛源，CH4（g）为碳源，用直流电弧等离子体法合成了纯度较高的超细及纳米级TiC微粉。Tong Lirong等以Ti（g）为钛源，CH4（g）为碳源，用热等离子体法合成了超细及纳米TiC粉体。
1.4.2.2 机械球磨法
以Ti粉和C粉为原料，通过室温高能球磨原料粉体一定时间，可以合成纳米晶TiC粉体。
1.4.2.3 微波碳热还原法
胡晓力等将二氧化钛和乙炔炭黑烘干后，先球磨混合均匀，再烘干，最后通过微波加热碳热还原反应合成了纳米级TiC粉体。
1.4.2.4 盐浴合成法
该法是以Ti粉和石油焦为原料，与一定百分比的NaCl盐充分混合后压制成坯体，将坯体放入900℃的NaCl熔融盐中，保温15min，冷却后经过脱盐过程，可合成粒度范围为20～150nm的TiC微纳米陶瓷粉体。
1.4.2.5 镁热还原法
该法是以TiCl4（g）和CCl4（g）或C2Cl4（g）为原料，与熔融的Mg发生反应，产物为TiC（s）和MgCl2。通过此法在真空条件下可合成晶粒度接近50nm、游离碳含量为0.3％的TiC0.96粉体。
1.4.3 纳米TiN粉体的制备
1.4.3.1 等离子体法
在等离子体气相合成纳米TiN粉体方面，古宏晨等、Chan Uk Bang等以微波等离子体化学气相沉积法，通过TiCl4（g）-N2（g）-H2（g）系反应分别合成了粒径范围为123～284nm的TiN超细颗粒和粒径在100nm以内的纳米TiN粉体。T.Castro Darren等用微波等离子体法，通过Ti（g）-N2（g）系反应合成了高比表面积（210～250m2/g）的纳米晶TiN微粉。F.Zhang利用气化的TiCl4和NH3为原料，在1200℃等离子弧作用下分解并合成为固相纳米TiN。曹立宏等采用直流电弧等离子体法，以高纯N2作为等离子工作气体，高纯金属Ti为原料，合成了纯度大于98％且粒度可控的TiN纳米粉体。张现平等以Ti为原料，采用氢电弧等离子体法合成了粒径分布较窄且分散性较好的立方体纳米TiN颗粒。D.Yan等也以金属Ti粉为原料，以Ar/N2/H2混合气体为工作气体，通过等离子喷涂法合成了纳米晶TiN粉体。任振安等将钨-金属钛作为电极对置于容器内的液氮中，通过电弧加热蒸发钛金属而合成获得TiN纳米粒子。
1.4.3.2 机械球磨法
如果高能球磨气氛为N2，则可通过反应球磨合成纳米TiN粉体。周丽等用振动式高能球磨机在N2中球磨Ti粉，9h后原料完全转变为fcc结构的TiNx纳米粉。刘志坚等研究表明，以TiH1.924粉为原料，在N2气氛中高能球磨可以合成纳米晶的TiN粉体，而且其合成效率比Ti粉为原料时要高。
1.4.3.3 微波碳热氮化法
D.Peelamedu Ramesh等以纳米TiO2和微米级活性炭为原料，利用微波碳热氮化法合成了粒度较细的TiN粉体。
1.4.3.4 氨气氮化法
该法先要用溶胶-凝胶法或水解法制备前驱体纳米TiO2粉体，或直接用纳米TiO2粉体为前驱体，再在900℃以上用NH3进行氮化，可合成粒径在100nm以下的TiN粉体。如果以无水肼作氮源，采用肼溶胶-凝胶技术（HSG）也可合成纳米TiN粉体，此法所需温度低、TiN的粒径小、比表面积大，并且分散均匀。
1.4.3.5 其他方法
朱鸿民等提出了一种液相还原制备TiN细微粉体的方法，它是以一种钛的卤化物为原料，以碱金属或碱土金属为还原剂，在液氨介质中进行反应，并且通过液相分离、干燥、热处理制备出微细TiN粉体。
Huang Yalin等以TiO2和NaNH2为原料，在高压锅中，于500～600℃保温12h，合成了纳米TiN粉体。
1.4.4 纳米TiC/TiN粉体制备发展趋势
在上述合成纳米TiC/TiN粉体的方法中，等离子体气相法具有气氛可变、温度易控、可获得超细粉体等优点。但存在原料成本偏高、TiCl4还原效率较低、产物粉体氧含量较高、产物产量低、合成过程中可能有腐蚀性气体生成等问题。
机械合金化法条件简单经济、常温反应、操作成分连续可调，该法的主要缺点是球磨过程中极易引入杂质，合成的纳米粉体纯度不高，但如果在球磨设备及介质材料的选择上做进一步改进，这个问题可以得到很好的解决。
微波合成法反应温度低，时间短，安全无污染，过程简单，但是设备成本高，现在还无法普及该工艺。氨气氮化法反应温度较低，产物TiN的粒径小，团聚较小，但合成的TiN粉体的纯度难以保证，氧含量较高，对环境有污染；用TiO2-C-（N2+H2）系统合成TiN，反应受分解氨流量的影响，流量太大时，几乎生不成TiN，因此工业上生产TiN常用纯氮作氮化剂。
总的说来，许多合成纳米TiC/TiN粉体的新技术、新工艺还停留在实验阶段，而且都有原料成本高，工艺烦琐、条件苛刻、稳定性差，产物产量低、纯度不高，设备昂贵、操作复杂等一种或多种缺陷，这些方法离实际工业化批量生产还有一段很长的路要走。因而，探索经济适用且可工业推广的方法合成超细特别是纳米TiC/TiN粉体，满足Ti（C，N）基金属陶瓷等领域的迫切需要，已是当务之急。