[发明专利]一种用MOCVD技术制备功能梯度材料的方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种用MOCVD技术制备功能梯度材料的方法，尤其是功能梯度材料(Functionally Gradient Materials简称FGM)是以计算机辅助材料设计为基础，采用先进的材料复合技术，使构成材料的要素(组成、结构)沿厚度方向由一侧向另一侧呈连续变化，从而使材料的性质和功能也呈梯度变化的新型材料。

【背景技术】

材料是现代科学技术和社会发展的支柱。现代高科技的竞争在很大程度上依赖于材料科学的发展。对材料，特别是对高性能材料的认识水平、掌握和应用能力，直接体现国家的科学技术水平和经济实力，也是材料是现代科学技术和社一个国家综合国力和文明进步速度的标志。因此，新材料的开发与研究是材料科学发展的先导，是21世纪六大高科技领域的基石。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是提供一种用MOCVD技术制备功能梯度材料的方法，它根据不同的梯度性质变化，功能梯度材料可分为密度功能梯度材料、成分功能梯度材料、光学功能梯度材料和精细功能梯度材料等。根据不同的应用领域，功能梯度材料可分为耐热功能梯度材料、生物功能梯度材料、化学工程功能梯度材料和电子工程功能梯度材料等。

为解决上述技术问题，本发明所采用技术方案是：用气相沉积方法制备FGM近年来国外文献上虽有报道，但所制备的FGM成份组合与梯度分布均不够理想，实际应用不大。本实验采用MOCVD技术制备FGM的方法，工艺简单。所制得的FGM成份梯度变化稳定、结构致密、耐高温性及耐热冲击性能好，实为一种好的制方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：FGM的开发是针对航空、航天领域应用的超耐热材料，但由于FGM具有均质复合材料和复合材料无法比拟的优点。FGM通过金属、陶瓷、塑料等不同有机和无机物质的巧妙结合，可以广泛应用与核工业、生物医学、光电工程、信息工程、化学工程、建筑工程等材料领域，应用前景十分广阔。

【具体实施方式】

1、从Mo II羰基金属气相沉积实验设备进行局部改进，以适应所制备材料使用的热环境和构件形状工艺要求。

2、选用不同的能相互匹配的金属有机化合物，在金属有机气相沉积实验设备中，通过金属有机化合物气流量和压力的连续变化控制沉积材料的组成比和结构，控制相应的温度和反应时间，获得不同成份稳定梯度变化的FGM。

3、用X射线光电子能谱(XPS)、俄歇谱(AES)、电子探针(EPMA)、分析电子显微镜系统(ATEM)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段研究FGM的结构与性能，测定有关重要参数，得出生产工艺流程。