一种场发射装置及其制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种场发射装置，其包括一支撑体，导电浆料，以及至少一段碳纳米管线，其中，该导电浆料将所述碳纳米管线固定在该支撑体上。本发明专利技术还提供该种场发射装置的制备方法，将至少一段碳纳米管用导电浆料粘住再烧结的方式固定在支撑体上即可。该方法简单、操作性强；且所得场发射装置的碳纳米管线发射体与支撑体之间结合牢固，在较大电场力作用下也不易被拔出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，尤其涉及一种采用碳纳米管线作发射体的场发射装置及其制备方法。
技术介绍
碳纳米管作为场发射电子源的研究是碳纳米管应用研究中最为深入的研究领域之一。由于碳纳米管具有极优异的导电性能，及几乎接近理论极限的尖端表面积(尖端表面积越小，其局部电场越集中)，同时还具有化学性质稳定、机械强度高以及导热性能好等许多优异特性，所以碳纳米管是目前最理想的场发射材料之一。碳纳米管场发射装置至少包括一阴极支撑体及作为发射体的碳纳米管层，该碳纳米管层形成于阴极支撑体上。目前，碳纳米管形成于阴极支撑体上的方式主要有机械方法和原位生长法。其中，机械方法是通过机械手操纵合成好的碳纳米管，将碳纳米管用化学胶固定到支撑体上，此种方法程序简单，但操作不容易且费时，特别是操纵直径约1nm左右的碳纳米管几乎是不可能的，因此这种方法较复杂，不易操作。原位生长法是先在支撑体上镀上金属催化剂，然后通过化学气相沉积或电弧放电等方法在支撑体上直接生长出碳纳米管，此种方法虽然操作简单，碳纳米管与支撑体的电接触良好。但是，碳纳米管与支撑体的结合能力较弱，在使用时碳纳米管易脱落或被电场力拔出，从而导致发射体损坏。因此，提供一种易于操作且发射体与支撑体结合牢固的场发射装置及其制备方法实为必要。
技术实现思路
下面将以若干实施例说明一种易于操作且发射体与支撑体结合牢固的场发射装置及其制备方法。一种场发射装置，其包括一支撑体，导电浆料，以及至少一段碳纳米管线，其中，该导电浆料将碳纳米管线固定在支撑体上。以及，一种场发射装置的制备方法，其包括以下步骤提供一支撑体；用导电浆料将至少一段碳纳米管线粘在支撑体上；烧结，使碳纳米管线进一步固定在支撑体上。与现有技术相比，所述场发射装置及其制备方法，通过在一支撑体上用导电浆料粘住再烧结的方式固定至少一段碳纳米管线，其方法简单、操作性强；且所得场发射装置的碳纳米管线发射体与支撑体之间结合牢固，在较大电场力作用下也不易被拔出。附图说明图1是本专利技术第一实施例中制备的采用一段碳纳米线作为发射体的场发射装置立体结构示意图。图2是本专利技术第一实施例中制备的采用若干段碳纳米线作为发射体的场发射装置立体结构示意图。图3是本专利技术第三实施例中制备的场发射装置立体结构示意图。具体实施方式为增强可操作性，本实施例考虑采用具有宏观尺度的碳纳米管结构作为发射体。将碳纳米管组装成宏观尺度的结构对于碳纳米管的宏观应用具有重要意义。范守善等人在Nature，2002，419801，Spinning Continuous CNT Yarns一文中揭露了从一个超顺排碳纳米管阵列中可以拉出一根连续的纯碳纳米管线，这种碳纳米管线由很多平行的几百纳米直径的细丝构成，这些细丝由通过范德华力结合在一起的碳纳米管组成。碳纳米管线的直径大小取决于其中的细丝的数目，其可以由拉出碳纳米管线的工具的端部尺寸决定，端部越尖拉出的线越细。例如，从一个高度为100μm、面积为1cm2的超顺排碳纳米管阵列中可以拉出一根10m长、直径为200μm的碳纳米管线，从而使得对碳纳米管进行宏观操作成为可能。本实施例所提供的场发射装置包括一支撑体，导电浆料，以及一段碳纳米管线，其中，该导电浆料将碳纳米管线固定在所述的支撑体上。上述的一段碳纳米管线是将一根由超顺排碳纳米管阵列拉出的碳纳米管线用刀片切断成若干段中的一段。该场发射装置的具体实施方式为请参见图1，一场发射装置10，包括一支撑体12，固定在该支撑体12顶部表面上的一段碳纳米管线14，以及用于固定该段碳纳米管线14的一层导电浆料16，该导电浆料16经烧结后将碳纳米管线14固定在支撑体12上。所述支撑体12可选用铜、镍、钼等金属材料，本实施例中，支撑体12选用铜；该支撑体12可为圆柱体、正方体或长方体，本实施例中，支撑体12为圆柱体。所述的一段碳纳米管线14的长度为1～100mm，直径为2～200μm，本实施例中，碳纳米管线14的长度为60mm，直径为100μm。所述的导电浆料为一层导电银浆料。下面将具体描述该场发射装置10的制备方法，其包括以下步骤(1)提供一支撑体12。(2)提供一高度为100μm、面积为1cm2的超顺排碳纳米管阵列，利用一端部尺寸为100μm的镊子，从上述超顺排碳纳米管阵列中拉出一根长度为15m、直径为100μm的碳纳米管线，并用刀片将该根碳纳米管线切成长度为60mm的若干段。(3)将步骤(2)所切得的若干段碳纳米管线中的一段碳纳米线14的一端垂直于支撑体12的顶部表面用银浆料预先粘住。(4)将步骤(3)所得的粘有碳纳米管线14的支撑体12在400～550℃进行烧结30分钟，进而获得碳纳米管线14牢固固定在支撑体12上的场发射装置10。该场发射装置10，在与阳极距离为10mm、电压在500～1000V的条件下，发射电流可达50mA。当然，可以理解的是，在同样条件下，若需要大的电流，可以采用多段碳纳米管线作为发射体，如图2所示，本专利技术的第二实施例采用若干段碳纳米线24用一层导电银浆料26固定在支撑体22上，并烧结固定，得到一场发射装置20。第三实施例中也是采用多段碳纳米管线作为发射体，请参见图3，将若干长度为100mm、直径为200μm碳纳米管线34的一端用一层导电银浆料36粘在一支撑体32的靠近顶部的侧表面上，并烧结固定，得到一场发射装置30。这种方式可充分利用支撑体32侧表面的表面积，从而提高碳纳米管线34与支撑体32的接触面积，使其固定更牢固，电接触性更好。与现有技术相比，所述场发射装置及其制备方法，通过在一支撑体上用导电浆料粘住再烧结的方式固定至少一段碳纳米管线，其方法简单、操作性强；且所得场发射装置的碳纳米管线发射体与支撑体之间结合牢固，在较大电场力作用下也不易被拔出。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种场发射装置，包括一支撑体，导电浆料，以及至少一段碳纳米管线，该导电浆料将碳纳米管线固定在支撑体上。

【技术特征摘要】
1.一种场发射装置，包括一支撑体，导电浆料，以及至少一段碳纳米管线，该导电浆料将碳纳米管线固定在支撑体上。2.如权利要求1所述的场发射装置，其特征在于，所述的导电浆料包括导电银浆料。3.如权利要求1所述的场发射装置，其特征在于，所述支撑体的材质为铜、镍或钼。4.如权利要求1所述的场发射装置，其特征在于，所述碳纳米管线垂直固定在支撑体的顶部表面。5.如权利要求1所述的场发射装置，其特征在于，所述碳纳米管线的一端固定在支撑体的顶部侧表面。6.如权利要求1所述的场发射装置，其特征在于，所述碳纳米管线的长度为1～100mm。7.如权利要求1所述的场发射装置，其特征在于，所述碳纳米管线的直径为2～200μm。8.一种场发射装置的制备方法，包括以下步骤提供一支...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜开利，魏洋，柳鹏，刘亮，范守善，
申请(专利权)人：北京富纳特创新科技有限公司，鸿富锦精密工业深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]