[发明专利]一种氮化碳场发射阴极的制备方法

摘要

本发明公开了一种CNx场发射阴极的制作方法，该方法选择钛片作为基底，利用悬浊液静置沉降法在基底上形成含有CNx的胶膜，通过HFCVD热处理在基底与CNx颗粒之间键合生成TiC过渡层。其制作方法包括：先对基底钛片进行抛光处理，然后利用悬浊液静置沉降法在其上形成含有CNx颗粒的有机胶膜，最后采用真空热处理使有机胶膜分解挥发，同时形成CNx颗粒与基底的键合。本发明制备的CNx平面场发射阴极，由于在基底与CNx颗粒之间键合生成过渡层，降低了界面处的电子势垒，实现高密度的电子注入，同时，也加强了CNx与基底的黏附性。该法制备CNx场发射阴极，工艺简单、成本低廉、易于推广。

主权项

一种CNx场发射阴极的制备方法，其特征在于，具体按下列步骤进行制备：1)选择钛片作为基底，对钛片的一表面进行研磨、抛光，然后置于丙酮中超声清洗，超声清洗后用去离子水冲洗，用乙醇脱水；2)选择用溶胶‑凝胶法制备的类石墨相CNx颗粒作为场发射体，将CNx颗粒研磨至数微米量级；3)配制CNx悬浊液：溶质选用类石墨相CNx颗粒；溶剂选用丙酮；胶黏剂为聚醋酸乙烯酯，将其溶于丙酮配置成浓度为10％的胶体溶液；将溶质、溶剂与胶体溶液混合后搅拌均匀制成CNx悬浊液，其中丙酮与胶体溶液的体积比为5∶2，类石墨相CNx颗粒的含量为0.39mg/ml；4)将经抛光清洗后的钛片置于CNx悬浊液底部，抛光面朝上；5)将CNx悬浊液和底部放置的钛片一同进行超声分散，超声功率99W、超声时间20min、超声温度30℃；6)超声分散结束后，将整个体系置于水平平台，静置，待丙酮全部挥发后，聚醋酸乙烯酯凝固成胶膜粘覆在钛片表面上，而类石墨相CNx颗粒则均匀分布在胶膜中；7)将覆盖有CNx颗粒胶膜的钛片置入HFCVD系统进行热处理，热处理时HFCVD系统的真空度为3×10‑3Pa，热处理温度为600℃，热处理时间为10min，在基底与CNx颗粒之间键合生成TiC过渡层，得到CNx场发射阴极。