[发明专利]场发射阴极及其制备方法

权利要求书

1.一种场发射阴极，其特征在于，所述场发射阴极包括导电基板以及形成在所述导电基板上的Ti₃C₂纳米片薄膜层。

2.根据权利要求1所述的场发射阴极，其特征在于，所述Ti₃C₂纳米片薄膜层的厚度为1μm～10μm。

3.根据权利要求1或2所述的场发射阴极，其特征在于，所述导电基板选自基材为铁、钛、铜、铬、钴、镍、钨、钼、钽和铂中的至少一种形成的金属基板；或者是，所述导电基板为氧化铟锡导电玻璃或硅片。

4.一种如权利要求1-3任一所述的场发射阴极的制备方法，其特征在于，包括：

提供导电基板；

配制Ti₃C₂纳米片分散液；

将所述Ti₃C₂纳米片分散液涂覆于所述导电基板上，在所述导电基板上形成Ti₃C₂纳米片薄膜层。

5.根据权利要求4所述的场发射阴极的制备方法，其特征在于，所述配制Ti₃C₂纳米片分散液包括：提供Ti₃C₂纳米片原料，将所述Ti₃C₂纳米片原料加入溶剂中，超声搅拌后离心处理获得所述Ti₃C₂纳米片分散液。

6.根据权利要求5所述的场发射阴极的制备方法，其特征在于，所述Ti₃C₂纳米片分散液中，Ti₃C₂纳米片的浓度为1mg/mL～5mg/mL。

7.根据权利要求5所述的场发射阴极的制备方法，其特征在于，所述超声搅拌的超声功率为100W～500W，时间为10min～20min。

8.根据权利要求5所述的场发射阴极的制备方法，其特征在于，所述Ti₃C₂纳米片原料采用以下工艺制备获得：

S10、在持续搅拌的条件下，将Ti₃AlC₂层状材料加入到HF溶液或者HCl和LiF的混合溶液中，刻蚀去除Al中间层，获得第一中间产物；

S20、将所述第一中间产物加入到去离子水中，在惰性气体保护下进行超声剥离，剥离完成后通过离心分离出上层清液，获得Ti₃C₂纳米片溶液；

S30、将所述Ti₃C₂纳米片溶液进行干燥处理，获得Ti₃C₂纳米片粉体原料。

9.根据权利要求5-8任一所述的场发射阴极的制备方法，其特征在于，应用电泳沉积工艺将所述Ti₃C₂纳米片分散液涂覆于所述导电基板上，包括：

向所述Ti₃C₂纳米片分散液中加入金属无机盐作为反应溶液；

以所述导电基板为阴极并提供另一电极为阳极置于所述反应溶液，在直流电压的作用下使反应溶液中的Ti₃C₂纳米片沉积于所述导电基板上，在所述导电基板上形成Ti₃C₂纳米片薄膜层。

10.根据权利要求5-8任一所述的场发射阴极的制备方法，其特征在于，应用旋涂工艺或滴涂工艺将所述Ti₃C₂纳米片分散液涂覆于所述导电基板上，干燥使溶剂挥发后在所述导电基板上形成Ti₃C₂纳米片薄膜层。