[发明专利]碳纳米管场发射体及其制备方法

说明书

本发明涉及一种碳纳米管场发射体的制备方法，包括以下步骤：在温度1400℃‑1800℃压力40Mpa‑60Mpa的条件下处理碳纳米管膜形成第一碳纳米管结构体；高温热处理所述第一碳纳米管结构体使所述第一碳纳米管结构体石墨化形成第二碳纳米管结构体；焊接至少两个电极片将至少一第二碳纳米管结构体的一端固定在相邻的两个电极片之间形成场发射预备体，该场发射预备体具有一发射端；粘结处理所述场发射预备体的发射端，形成碳纳米管场发射体。另外，本发明还涉及一种碳纳米管场发射体。

技术领域

本发明涉及一种场发射体，尤其涉及一种碳纳米管场发射体及其制备方法。

背景技术

自九十年代初以来，以碳纳米管为代表的纳米材料以其独特的结构和性质引起了人们极大的关注。近几年来，随着碳纳米管及纳米材料研究的不断深入，其广阔的应用前景不断显现出来。例如，由于碳纳米管所具有的独特的电磁学、光学、力学、化学等性能，大量有关其在场发射电子源、传感器、新型光学材料、软铁磁材料等领域的应用研究不断被报道。

就以场发射技术为例，碳纳米管早已以其优良的导电性能，纳米尺度的尖端等特性成为优良的场发射阴极材料。碳纳米管的场发射特性在场发射平面显示器件、电真空器件、大功率微波器件等领域有着广阔的应用前景。现有技术中采用碳纳米管膜作为场发射体，由于碳纳米管膜密度低且碳纳米管膜中的碳纳米管具有生长缺陷，导致最终形成的碳纳米管场发射体稳定性差，寿命短。另外，碳纳米管膜通过粘结剂粘贴在电极表面，场发射时碳纳米管容易被拔出，也会导致碳纳米管场发射体稳定性差，寿命短。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种发射性能稳定且寿命长的碳纳米管场发射体及其制备方法。

一种碳纳米管场发射体的制备方法，包括：

S1，在温度1400-1800℃压力40-60Mpa的条件下处理碳纳米管膜形成第一碳纳米管结构体；

S2，高温热处理所述第一碳纳米管结构体使所述第一碳纳米管结构体石墨化，形成第二碳纳米管结构体；

S3，焊接至少两个电极片将至少一第二碳纳米管结构体的一端固定在相邻的两个电极片之间形成场发射预备体，该场发射预备体具有一发射端；

S4，粘结处理所述场发射预备体的发射端，形成碳纳米管场发射体。

一种碳纳米管场发射体，所述碳纳米管场发射体包括至少两个电极片和至少一碳纳米管结构体，所述碳纳米管结构体包括一固定端以及一与该固定端相对设置的场发射端，所述至少一碳纳米管结构体的固定端固定在相邻的两个电极片之间，所述至少一碳纳米管结构体的场发射端从所述至少两个电极片之间露出用于发射电子，所述碳纳米管结构体的密度大于等于1.6g/m³。

与现有技术相比较，本发明提供的碳纳米管场发射体的制备方法制备出的碳纳米管场发射体具有以下有益效果：第一、本发明提供的碳纳米管场发射体中碳纳米管结构体的密度大于等于1.6g/m³，可以增加碳纳米管场发射体的电子的发射电流，减小碳纳米管场发射体的体积。第二，高温石墨化处理碳纳米管膜可去除催化剂，修复了碳纳米管的缺陷，机械性能较好，提高碳纳米管场发射体的稳定性。第三，通过焊接电极片可将碳纳米管结构体固定在相邻的两个电极片之间，可以提高碳纳米管结构体与电极片的结合力，在发射电子的过程中碳纳米管结构不会脱离电极片被拔出，进而提高碳纳米管场发射体的发射效率和使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例提供的碳纳米管场发射体的制备流程图。

图2为本发明实施例提供的碳纳米管场发射体所采用的碳纳米管拉膜的扫描电镜照片。

图3为本发明实施例提供的场发射预备体的结构侧视示意图。

图4为本发明实施例提供的碳纳米管场发射体的结构侧视示意图。