隨著X射線技術(shù)在醫(yī)學、工業(yè)、材料分析上的廣泛應用,對X射線管的分辨率、穩(wěn)定性、壽命等的要求也越來越高。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、啟動慢、功耗大等不足。同時,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,無法滿足高分辨成像的要求。碳納米管（CNT）冷陰極場電子發(fā)射具有熱負載小、啟動響應快、分辨率高、可多電子源集成等優(yōu)勢,是X射線管電子源研究的重要方向。本論文研究基于CNT場發(fā)射陰極的微聚焦X射線技術(shù)。采用熱化學氣相沉積法、并與表面陽極化工藝結(jié)合,在金屬基底上直接生長碳納米管冷陰極。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、壽命長、發(fā)射穩(wěn)定性好等優(yōu)勢。場發(fā)射電流密度可以達到400 mA/cm²以上,開啟電場低于1.44 V/μm。本工作中,我們設計了冷陰極X射線管的結(jié)構(gòu),并使用軟件模擬計算電子束運行軌跡,得出靜電參數(shù)對電子束聚焦影響的規(guī)律,進而優(yōu)化結(jié)構(gòu)和電參數(shù)。我們搭建了動態(tài)X射線成像系統(tǒng),并在電壓19 kV,電流為35μA,曝光時間為6 s的曝... 

【文章來源】：溫州大學浙江省

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學位級別】：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)展與存在的問題
    1.3 碳納米管微焦點X射線技術(shù)的發(fā)展
第二章 碳納米管及其場發(fā)射機理
    2.1 碳納米管的基礎
        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 碳納米管的應用
        2.1.4 碳納米管的制備方法
    2.2 場發(fā)射機理
第三章 直接生長法制備碳納米管陰極
    3.1 陽極化技術(shù)
        3.1.1 實驗儀器與設置
        3.1.2 化學試劑
        3.1.3 陽極化實驗流程
    3.2 碳納米管陰極的制備
        3.2.1 實驗儀器與設備
        3.2.2 直接生長法制備碳納米管的實驗過程
    3.3 碳納米管陰極的結(jié)構(gòu)表征與場發(fā)射性能試驗方法
        3.3.1 場發(fā)射掃描電子顯微鏡
        3.3.2 透射電子顯微鏡
        3.3.3 場發(fā)射測試系統(tǒng)
    3.4 碳納米管陰極的結(jié)構(gòu)、性能測試結(jié)果與分析
        3.4.1 直接生長法制備的碳納米管與鍍催化劑生長的性能對比
        3.4.2 大面積場發(fā)射陰極
        3.4.3 碳納米管點電子源陰極
    3.5 本章小結(jié)
第四章 碳納米管冷陰極X射線管的設計與成像特性
    4.1 仿真軟件Opera3D介紹
    4.2 冷陰極X射線管的結(jié)構(gòu)設計
        4.2.1 柵極電壓對電子束的影響
        4.2.2 聚焦極電壓對電子束的影響
        4.2.3 陽極電壓對電子束的影響
    4.3 X射線測試與防護系統(tǒng)設計
    4.4 成像特性
        4.4.1 X射線膠片成像原理
        4.4.2 膠片成像設備與成像實驗過程
        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
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表的論文目錄
附件



本文編號：2994675