[发明专利]一种局域加热物体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种局域加热物体的方法，尤其涉及一种基于碳纳米管的局 域加热物体的方法。

背景技术

在很多实际应用场合需要提供局域高温以实现一些特定的目的。例如， 通过机械切割得到的碳纳米管长线的端面一般有一些有机残留物，如表面活 性剂。现有技术中清除这些有机残留物需要提供一加热源，将所述碳纳米管 长线放置于一充满惰性气体的气氛中，使所述加热源将所述碳纳米管长线加 热至高温。然而，在加热所述碳纳米管长线的过程中很容易引入氧化性气体， 从而氧化所述碳纳米管长线。进一步地，上述加热碳纳米管长线的方法一般 使其的温度达到600K～1400K，加热效率低而且能耗高、成本高。

在现有的加热源中，以高能率热源最为引人注目。高能率热源主要有激 光束。应用高能率热源加热就是利用激光束定向地对物体表面施加非常高的 能量密度，从而获得很快的加热速度，这样在极短的时间内，将物体待加热 部位加热到预定的温度。应用激光束加热近年来发展很快，但由于应用激光 束加热的设备费用昂贵等原因，目前尚未大量应用。

应用电子束加热是近年来发展起来的一种新型加热方式。电子发射源所 发射的电子束具有一定的加热功率，可以实现在加热方面的应用。碳纳米管 (Carbon Nanotube，CNT)是一种新型碳材料，由日本研究人员Iijima在1991 年发现，请参见″Helical Microtubules of Graphitic Carbon″，S.Iijima，Nature， vol.354，p56(1991)。碳纳米管具有极优异的导电性能、良好的化学稳定性和 大的长径比，且其具有几乎接近理论极限的尖端表面积(尖端表面积愈小， 其局部电场愈集中)，因而碳纳米管在电子发射源领域具有潜在的应用前景。 目前的研究表明，碳纳米管是已知的最好的电子发射材料之一，它的尖端尺 寸只有几纳米至几十纳米，具有低的开启电压，可传输极大的电流密度，并 且电流稳定，使用寿命长，因而非常适合作为一种极佳的点电子源，应用在 扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope)、透射电子显微镜 (Transmission Electron Microscope)等设备的电子发射部件中。但是，目前电 子束加热技术主要是基于热发射电子源，还没有应用碳纳米管制作的电子发 射源加热物体的技术。

因此，确有必要提供一种应用碳纳米管制作的电子发射源局域加热物体 的方法。

发明内容

一种局域加热物体的方法，包括以下步骤：提供一待加热的物体和一电 子发射源，该电子发射源具有一电子发射端，该待加热物体具有一待加热端； 将该待加热物体和该电子发射源放入一真空环境中，并使该电子发射源的电 子发射端正对待加热物体的待加热端设置；在所述待加热物体和电子发射源 之间施加一电压，所述电子发射源发射的电子轰击所述待加热物体的待加热 端，对该待加热物体进行局域加热。

与现有技术相比较，该局域加热物体中使用的电子发射源所发射的电子 束较为集中，可以产生较大的电子发射电流，并提供较大的加热功率。在电 子束的局域轰击的作用下使待加热物体的温度迅速升高，可以提高局域加热 物体的效率。而且，该电子发射源还具有制备方法简单和成本低的优点。

附图说明

图1是本技术方案实施例的电子发射源的结构示意图。

图2是图1中电子发射源的电子发射端的放大示意图。

图3为本技术方案实施例获得的电子发射源中的电子发射端的扫描电镜 照片。

图4是本技术方案实施例获得的电子发射源中的场发射尖端的透射电镜 照片。

图5是本技术方案实施例的局域加热物体的方法的流程示意图。

图6是本技术方案实施例的局域加热物体的装置示意图。

图7是本技术方案实施例的局域加热物体的加热效果试验曲线图。

具体实施方式

以下将结合附图详细说明本技术方案电子发射源以及应用该电子发射 源局域加热物体的方法。