隨著X射線技術(shù)在醫(yī)學(xué)、工業(yè)、材料分析上的廣泛應(yīng)用,對(duì)X射線管的分辨率、穩(wěn)定性、壽命等的要求也越來(lái)越高。傳統(tǒng)的X射線管采用熱陰極電子源,主要使用的材料是鎢絲。在熱電子發(fā)射工作模式下,傳統(tǒng)熱陰極X射線管存在體積大、啟動(dòng)慢、功耗大等不足。同時(shí),受到材料和工藝的限制,熱陰極的鎢絲很難做到微米尺度,空間分辨率低,無(wú)法滿足高分辨成像的要求。碳納米管（CNT）冷陰極場(chǎng)電子發(fā)射具有熱負(fù)載小、啟動(dòng)響應(yīng)快、分辨率高、可多電子源集成等優(yōu)勢(shì),是X射線管電子源研究的重要方向。本論文研究基于CNT場(chǎng)發(fā)射陰極的微聚焦X射線技術(shù)。采用熱化學(xué)氣相沉積法、并與表面陽(yáng)極化工藝結(jié)合,在金屬基底上直接生長(zhǎng)碳納米管冷陰極。與傳統(tǒng)鍍催化劑制備的CNT冷陰極相比,該CNT陰極具有附著力強(qiáng)、壽命長(zhǎng)、發(fā)射穩(wěn)定性好等優(yōu)勢(shì)。場(chǎng)發(fā)射電流密度可以達(dá)到400 mA/cm²以上,開(kāi)啟電場(chǎng)低于1.44 V/μm。本工作中,我們?cè)O(shè)計(jì)了冷陰極X射線管的結(jié)構(gòu),并使用軟件模擬計(jì)算電子束運(yùn)行軌跡,得出靜電參數(shù)對(duì)電子束聚焦影響的規(guī)律,進(jìn)而優(yōu)化結(jié)構(gòu)和電參數(shù)。我們搭建了動(dòng)態(tài)X射線成像系統(tǒng),并在電壓19 kV,電流為35μA,曝光時(shí)間為6 s的曝... 

【文章來(lái)源】：溫州大學(xué)浙江省

【文章頁(yè)數(shù)】：58 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 熱陰極X射線管的發(fā)展與存在的問(wèn)題
    1.3 碳納米管微焦點(diǎn)X射線技術(shù)的發(fā)展
第二章 碳納米管及其場(chǎng)發(fā)射機(jī)理
    2.1 碳納米管的基礎(chǔ)
        2.1.1 碳納米管的結(jié)構(gòu)
        2.1.2 碳納米管的性能
        2.1.3 碳納米管的應(yīng)用
        2.1.4 碳納米管的制備方法
    2.2 場(chǎng)發(fā)射機(jī)理
第三章 直接生長(zhǎng)法制備碳納米管陰極
    3.1 陽(yáng)極化技術(shù)
        3.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)置
        3.1.2 化學(xué)試劑
        3.1.3 陽(yáng)極化實(shí)驗(yàn)流程
    3.2 碳納米管陰極的制備
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備
        3.2.2 直接生長(zhǎng)法制備碳納米管的實(shí)驗(yàn)過(guò)程
    3.3 碳納米管陰極的結(jié)構(gòu)表征與場(chǎng)發(fā)射性能試驗(yàn)方法
        3.3.1 場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡
        3.3.2 透射電子顯微鏡
        3.3.3 場(chǎng)發(fā)射測(cè)試系統(tǒng)
    3.4 碳納米管陰極的結(jié)構(gòu)、性能測(cè)試結(jié)果與分析
        3.4.1 直接生長(zhǎng)法制備的碳納米管與鍍催化劑生長(zhǎng)的性能對(duì)比
        3.4.2 大面積場(chǎng)發(fā)射陰極
        3.4.3 碳納米管點(diǎn)電子源陰極
    3.5 本章小結(jié)
第四章 碳納米管冷陰極X射線管的設(shè)計(jì)與成像特性
    4.1 仿真軟件Opera3D介紹
    4.2 冷陰極X射線管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.2.1 柵極電壓對(duì)電子束的影響
        4.2.2 聚焦極電壓對(duì)電子束的影響
        4.2.3 陽(yáng)極電壓對(duì)電子束的影響
    4.3 X射線測(cè)試與防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    4.4 成像特性
        4.4.1 X射線膠片成像原理
        4.4.2 膠片成像設(shè)備與成像實(shí)驗(yàn)過(guò)程
        4.4.3 膠片成像結(jié)果討論
        4.4.4 數(shù)字平板成像
    4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
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附件



本文編號(hào)：2994675