[发明专利]用原子层沉积制备复合材料

权利要求书

1.一种制备复合材料膜的方法，所述方法包括：

(a)置颗粒团簇于反应空间中，所述团簇限定与所述反应空间流 体连通的粒间空间；

(b)向所述反应空间中引入第一前体化学品以便所述第一前体 化学品渗透所述粒间空间并吸附到与所述粒间空间邻接的颗粒表面；

(c)吹扫所述反应空间直至过量的未吸附量的所述第一前体化 学品基本从所述反应空间除去；

(d)向所述反应空间中引入第二前体化学品，其中所述第二前体 化学品渗透所述粒间空间并与所述第一前体化学品反应而在所述颗 粒的表面上形成填料材料的沉积物；

(e)从所述反应空间除去过量量的所述第二前体化学品；和

(f)重复步骤(b)到(e)直至所述颗粒被包埋在所述填料材料中。

2.权利要求1的方法，其中：

步骤(c)还包括在所述粒间空间内留下残留量的未吸附的所述第 一前体化学品；

步骤(d)还包括使所述第二前体化学品与所述残留的未吸附的第 一前体化学品反应而在所述粒间空间中形成填料材料的沉积物；和

步骤(f)还包括重复步骤(b)到(e)直至所述粒间空间基本被所需填 料材料所填充。

3.权利要求1的方法，其中所述团簇包括堆积在支承材料的表 面上的颗粒的层。

4.权利要求3的方法，其中所述支承材料为具有不规则的三维 表面的固体基材。

5.权利要求1的方法，其中所述团簇悬浮在所述反应空间中。

6.权利要求1的方法，其中所述吹扫步骤(b)包括在所述粒间空 间内留下残留量的未吸附的所述第一前体化学品。

7.权利要求1的方法，所述方法还包括：

优选从所述颗粒团簇的外表面和从通向至少一些所述粒间空间 的入口蚀刻至少部分积聚的填料基体材料。

8.权利要求7的方法，其中所述蚀刻通过所述第一前体化学品、 所述第二前体化学品、残留的第一和第二前体化学品的组合和化学蚀 刻剂中的任何一者进行。

9.权利要求7的方法，其中所述蚀刻包括向所述反应空间中引 入不同于所述第一和第二前体化学品的化学蚀刻剂。

10.权利要求7的方法，其中所述蚀刻步骤包括在用填料基体渗 透所述颗粒团簇的步骤期间周期性地蚀刻。

11.一种复合材料，所述复合材料包含：

堆积的颗粒的层，所述颗粒限定粒间空间和通向所述粒间空间的 入口孔，其中至少一些所述孔可比所述孔用作其入口的所述粒间空间 的宽度小；和

填料基体材料，所述填料基体材料包埋所述颗粒并基本完全填充 所述粒间空间，从而包封所述颗粒并形成复合材料的层。

12.权利要求11的复合材料，所述复合材料形成在固体基材上、 由固体基材支承以及粘结到固体基材上，从而覆盖所述基材。

13.权利要求12的复合材料，其中所述堆积的颗粒的层含一些 位于其他颗粒上而不与所述基材接触的颗粒。

14.权利要求11的复合材料，其中所述颗粒包括纤维。

15.权利要求11的复合材料，其中所述颗粒包括薄片。

16.权利要求11的复合材料，其中所述颗粒具有磁性，所述填 料基体包含电介质。

17.权利要求11的复合材料，其中所述颗粒的平均直径在0.1-5.0 微米(μm)范围内。

18.权利要求11的复合材料，其中所述颗粒包括二氧化钛(TiO₂)， 所述填料基体包括氧化铝(Al₂O₃)。