電子槍作為X射線管的核心部件,在工業(yè)檢測(cè)、醫(yī)療成像等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。近年來(lái)很多機(jī)構(gòu)都致力于場(chǎng)致發(fā)射電子槍的研究,這其中對(duì)于場(chǎng)發(fā)射陰極材料的研究探索更是重中之重。具有納米尺度的尖端曲率半徑的碳納米管,已然被公認(rèn)成為場(chǎng)發(fā)射陰極首選的材料。目前硅基底碳納米管的制備工藝相對(duì)成熟,但是大部分制備工藝復(fù)雜,成本過(guò)高,如何簡(jiǎn)化制備工藝,降低生長(zhǎng)成本對(duì)碳納米管場(chǎng)發(fā)射陰極的進(jìn)一步發(fā)展具有重要意義。此外在需要高電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率的應(yīng)用中,硅基底并不能滿足實(shí)際應(yīng)用的需求,因此在合適的金屬基底上生長(zhǎng)碳納米管而不影響預(yù)期應(yīng)用所需的性能是很有必要的。本論文圍繞硅基底碳納米管的工藝簡(jiǎn)化、改良處理及其場(chǎng)發(fā)射性能,以及金屬基底碳納米管的轉(zhuǎn)移、直接生長(zhǎng)及其場(chǎng)發(fā)射性能展開(kāi)研究,最后用CST軟件設(shè)計(jì)了基于碳納米管的X射線管場(chǎng)致發(fā)射電子槍。主要內(nèi)容與結(jié)論如下:(1)對(duì)硅基底碳納米管陣列的制備,改良處理及其場(chǎng)發(fā)射性能進(jìn)行了研究。我們使用了一個(gè)簡(jiǎn)單的生長(zhǎng)過(guò)程,通過(guò)噴霧裝置將催化劑注入反應(yīng)室,而無(wú)需預(yù)沉積金屬催化劑和金屬氧化物緩沖層,大大簡(jiǎn)化了生長(zhǎng)過(guò)程,降低了碳納米管的生長(zhǎng)成本。系統(tǒng)地研究了碳納米管的場(chǎng)發(fā)射性能與長(zhǎng)徑比的關(guān)系。通過(guò)...

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 X射線管電子槍概述
        1.1.1 X射線管電子槍的發(fā)展及現(xiàn)狀
        1.1.2 電子槍場(chǎng)發(fā)射陰極的發(fā)展及現(xiàn)狀
    1.2 碳納米管場(chǎng)發(fā)射陰極概述
        1.2.1 碳納米管的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
        1.2.2 碳納米管場(chǎng)發(fā)射陰極的發(fā)展及現(xiàn)狀
    1.3 本論文研究意義及研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)方法及原理
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑與藥品
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)裝置與儀器
    2.2 材料的表征
        2.2.1 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.2.2 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.2.3 拉曼光譜(Raman spectra)
    2.3 化學(xué)氣相沉積法
        2.3.1 化學(xué)氣相沉積法原理
        2.3.2 化學(xué)氣相沉積法生長(zhǎng)碳納米管的機(jī)理
    2.4 碳納米管場(chǎng)發(fā)射原理及測(cè)試裝置
        2.4.1 碳納米管的場(chǎng)發(fā)射理論
        2.4.2 場(chǎng)發(fā)射評(píng)價(jià)指標(biāo)
        2.4.3 碳納米管場(chǎng)發(fā)射性能的影響因素
        2.4.4 碳納米管場(chǎng)發(fā)射測(cè)試裝置
    2.5 電子槍設(shè)計(jì)方法及理論
        2.5.1 仿真設(shè)計(jì)流程
        2.5.2 電子槍的結(jié)構(gòu)及原理
        2.5.3 電子光學(xué)透鏡原理
第三章 硅基底碳納米管陣列的場(chǎng)發(fā)射性能研究及致密化改良處理
    3.1 引言
    3.2 陣列碳納米管的制備及表征
        3.2.1 陣列碳納米管的制備
        3.2.2 陣列碳納米管的表征
    3.3 陣列碳納米管的場(chǎng)發(fā)射性能研究
        3.3.1 場(chǎng)發(fā)射測(cè)試流程
        3.3.2 碳納米管長(zhǎng)徑比對(duì)場(chǎng)發(fā)射性能的影響
    3.4 陣列碳納米管致密化改良處理
        3.4.1 致密化碳納米管的制備及表征
        3.4.2 致密化碳納米管的場(chǎng)發(fā)射性能研究
    3.5 陣列碳納米管的場(chǎng)發(fā)射穩(wěn)定性研究
    3.6 本章小結(jié)
第四章 金屬基底碳納米管陣列的轉(zhuǎn)移、制備及其場(chǎng)發(fā)射性能研究
    4.1 引言
    4.2 陣列碳納米管的轉(zhuǎn)移及其場(chǎng)發(fā)射性能研究
        4.2.1 陣列碳納米管的轉(zhuǎn)移
        4.2.2 轉(zhuǎn)移碳納米管的場(chǎng)發(fā)射性能研究
    4.3 不同金屬基底碳納米管的制備與場(chǎng)發(fā)射性能對(duì)比研究
        4.3.1 不同金屬基底碳納米管的制備及表征
        4.3.2 不同金屬基底碳納米管的場(chǎng)發(fā)射性能對(duì)比研究
    4.4 本章小結(jié)
第五章 碳納米管場(chǎng)致發(fā)射電子槍的設(shè)計(jì)與仿真
    5.1 引言
    5.2 碳納米管場(chǎng)致發(fā)射電子槍的初始結(jié)構(gòu)
    5.3 柵極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        5.3.1 柵極結(jié)構(gòu)對(duì)電子發(fā)射的影響
        5.3.2 柵極電壓對(duì)電子發(fā)射和電子束聚焦的影響
        5.3.3 柵極與陰極間距對(duì)電子發(fā)射和電子束聚焦的影響
    5.4 聚焦極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        5.4.1 聚焦極電壓對(duì)電子束聚焦的影響
        5.4.2 聚焦極孔徑對(duì)電子束聚焦的影響
        5.4.3 聚焦極位置及厚度對(duì)電子束聚焦的影響
    5.5 陽(yáng)極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        5.5.1 陽(yáng)極電壓對(duì)電子束聚焦的影響
        5.5.2 陽(yáng)極位置對(duì)電子束聚焦的影響
    5.6 碳納米管場(chǎng)致發(fā)射電子槍的優(yōu)化結(jié)構(gòu)
    5.7 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果
致謝



本文編號(hào)：3754222