钛基金属掺混纳米金刚石阴极的场发射特性

研究了钛基金属掺混纳米金刚石的场发射特性,其中,以钛和铪分别和纳米金刚石掺混,采用电泳法制得了阴极样品,并使用SEM和XRD对阴极样品的结构和形貌进行了表征,最后进行场发射特性的测试。结果发现,掺入5 mg的钛样品的形貌更加均匀和致密,而掺入铪样品的形貌变差。同时,与未掺杂样品相比较而言,掺钛样品的场发射特性有了提高,而掺铪样品的场发射特性有所下降。掺钛样品之间的比较发现,钛掺入量不宜过多,适量的钛掺入能使得纳米金刚石阴极的场发射性能得到提高。分析表明,这是由金属钛和铪的性质决定的,影响了金刚石与基底Ti的键合反应,从而影响了掺杂纳米金刚石的场发射性能。     

钛基底纳米金刚石场发射阴极的氢处理工艺研究（英文）

利用电泳沉积法制备了钛基底纳米金刚石的场发射阴极涂层,热处理后对其进行了氢等离子体工艺处理,然后对样品进行微观表征与场发射特性以及发光效果的测试。研究表明,H~+的吸附作用和H~+的刻蚀作用共同影响着金刚石涂层表面的形貌,氢处理作用不足则达不到效果,过强则会导致对金刚石涂层刻蚀过度,导致涂层的场发射性能以及发光效果变差,适当的氢处理有助于提高场发射性能和发光效果,最后探讨了钛基底纳米金刚石涂层氢处理的场发射机理,解释了发光效果差异的成因。     

大面积纳米金刚石薄膜的制备及场发射性能

以CH4和H2为反应气,采用微波等离子体增强化学气相沉积方法在直径为10 cm的硅原片上制备纳米金刚石薄膜。用X射线衍射仪、拉曼光谱、扫描电镜和原子力显微镜对薄膜的组成结构及性能进行表征。结果表明:薄膜的平均晶粒尺寸约为13.8 nm,厚度可达10.8μm,表面粗糙度约为11.8 nm;其拉曼光谱是典型的纳米金刚石薄膜的特征峰峰形,同时在高真空条件下对所制备的薄膜样品进行场发射性能测试。     

掺Ag含量对金刚石薄膜场发射性能的影响

采用电泳沉积的方法在钛基体上沉积了不同含量Ag纳米颗粒掺杂的金刚石复合薄膜,利用扫描电子显微镜、X射线衍射光谱和拉曼光谱对样品的结构和形貌进行表征,最后进行场发射特性的测试。SEM试验结果表明,制备得到的薄膜连续、致密且纳米颗粒均匀的分布在其中。场发射测试结果显示样品的场发射性能随着复合膜中Ag含量的增加呈现先增强后降低的趋势,在Ag纳米颗粒的掺杂含量为7.5 mg （0.18 g/L）时,复合膜的场发射性能最优。此时,开启电场（E₀）低至1.55 V/μm,在1.96 V/μm的电场强度下可以得到22.69 μA/cm²的场发射电流密度,这表明适量的Ag纳米颗粒掺杂可以显著提升样品场发射性能。同时,文中结合F-N理论进一步讨论了Ag纳米颗粒掺杂含量的变化对金刚石场膜发射性能影响的作用机理。     

金属过渡层增强金刚石薄膜场发射性能的机理研究

以金属钛和钨为过渡层,采用PE-HFCVD法在硅基上制备金刚石薄膜,并对薄膜的场发射特性分析研究。结果表明,金属过渡层对金刚石薄膜场发射性能有显著的增强作用。以金属钨为过渡层时,金刚石薄膜的场发射开启场强为5.4 V/μm,比无过渡层降低了44%;场发射电流密度在电场强度为8.9 V/μm时达到1.48 mA/cm₂。通过对薄膜的结构表征知,场发射性能的增强主要与界面处电子运输势垒的降低及薄膜中sp₂ C含量的增加有关,在界面处及金刚石膜内形成良好的导电通道,使电子更容易运输至薄膜表面,从而表现出优异的场发射性能。     

氮化镓纳米铅笔与纳米塔制备及优异场发射性能研究

通过化学气相沉积法,用氧化镓和氨气反应成功制备出氮化镓纳米铅笔和纳米塔。通过扫描电镜表征发现氮化镓纳米铅笔分为两个部分:底部是一个大直径的纳米线,顶部是一个小直径的纳米线;氮化镓纳米塔为层状结构。氮化镓纳米铅笔和纳米塔的形成机理是气-液-固机制。场发射性能测试显示氮化镓纳米铅笔的开启电场为2.6 V/μm,纳米塔的开启电场为4.1 V/μm,这使得它们可以用于场发射平板显示及显示装置的冷阴极电子源,它们还可以使用于设计复杂纳米电子器件。     

纳米金刚石分级方法的研究

报道了纳米金刚石的分级研究。研究发现，分级效果与其分散性关系极大，该研究采用物理与化学方法相结合的方式改善纳米金刚石在水中的分散性，然后采用离心力场对纳米金刚石进行分级，在一定的实验条件下，通过控制分离因素即转速，三次离心分级可得到纳米级的纳米金刚石微粉（D50=50nm）。     

Study on Field Emission Characteristics of Ti-based Chrysanthemum-like Nano-ZnO Cathode by Electrophoresis Deposition

采用水热法制备出菊花状的ZnO纳米线簇,然后利用电泳法将之移植到金属Ti片上,形成均匀的、一定厚度的ZnO纳米薄膜,最后经真空热处理形成ZnO场发射阴极样品。利用X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对沉积前后的ZnO纳米线簇做了特性鉴定和微结构的表征。对热处理后的阴极样品做了场发射特性测试,发现菊花状纳米ZnO呈现出较低的开启电场2.0 V/μm和较低的阈值电场5.5 V/mm,在场强达到7.5 V/mm时,场发射电流密度为200 mA/cm2,适当地增加涂层厚度可有效提高场发射电流密度及其稳定性,最后探讨了菊花状纳米ZnO的场发射机理。     

全碳材料点状场发射阴极制备及其石墨烯填充场发射增强性能研究

目的 设计一种利用常见的铅笔芯和碳纳米管复合的全碳材料点状场发射器件,通过石墨烯填充,增强场发射性能。方法 导电玻璃作为阳极,铅笔芯与碳纳米管复合构成发射子,锡底座固定铅笔芯,并利用导电胶与导电玻璃粘接组成阴极。通过比较纯碳纳米管与不同浓度石墨烯的场发射性能,找到效果最好的填充石墨烯浓度。结合扫描电镜表征结果,对石墨烯填充增强场发射性能的原因进行解释。结果 实现了全碳材料点状场发射器件的制备及场发射性能的优化,发现7%的石墨烯浆料制备的器件场发射性能最好,得到的点状场发射阴极的阈值电场为1.05 V/μm,场发射增强因子高达13509,最大电流0.75 mA。结论 点状场发射器件拥有更好的聚焦性、更低的开启场强以及更大的场发射电流密度,在制作X射线源和微波器件方面具有较高的应用价值。     

镁系储氢合金的表面处理

表面处理作为储氢合金性能改善的有效手段,得到了广泛的重视与发展.介绍了镁系储氢合金表面处理的几种主要方法,包括化学镀,机械合金化,氟化处理等.分别阐述了各种方法对改善镁系合金表面性能的作用机理及对合金电极的电化学性能的影响.处理后的结果表明:三种方法均可明显地提高镁合金电极的循环寿命和充放电容量,使其性能得到最大程度的发挥.最后针对各方法的优缺点,认为氟化处理将是镁系储氢合金研究的重点和方向.     

FU105大功率广播发射管用碳化镧钼阴极研究

研究了FU105大功率广播发射管用碳化镧钼阴极，参照碳化钍钨阴极FU105管的制备工艺，实现了镧钼阴极的碳化以及镧钼阴极FU105管的排气和老炼。通过镧铝阴极FU105管的性能测试，对碳化镧钼阴极的发射能力和稳定性进行了分析。结果认为：FU105管碳化镧钼阴极的发射能力可以达到碳化钍钨阴极的水平，但其稳定性还有待改进。     

表面处理对储氢合金电化学性能的影响研究

通过电化学方法,研究了储氢合金碱化处理及碱液中加入KBH4对合金电极的电催化活性和高倍率放电性能的影响.结果表明:处理后合金颗粒分布均匀,表面变得粗糙.两种处理方法均增加了合金表面的电催化活性,降低了合金电极的极化电阻,从而提高了高倍率放电能力.尤其在900mA/g放电时,处理前合金电极不能放电,单一碱处理合金电极和加入还原剂碱处理合金电极仍具有较高的高倍率放电能力,分别为69.2%和83.4%.在单一碱溶液中加入还原剂KBH4处理后,合金电极的电化学性能明显高于单一碱处理合金电极.     

Ti基非晶及准纳米晶材料制备技术研究

用Al、B取代Ti50Ni15Cu25Sn3Be7中有毒的Be元素,采用真空甩带及铜模吸铸法制备名义成分为Ti50Ni15Cu25-Sn3Al6.9B0.1的非晶合金。对制得的合金经热处理制备准纳米晶体。采用SEM观察组织及晶粒大小。XRD分析结果表明,铜模吸铸法所制得的合金为晶态加少量非晶。DTA分析表明,合金存在三个相变转变点,转变温度分别为Te1=350℃、Te2=430℃和Te3=510℃。合金经800℃油淬10min、350℃回火12h后晶粒细化,晶粒尺寸在1μm以下,其中析出相的晶粒尺寸已是准纳米级或纳米级尺度。回火24h后晶粒明显长大,晶粒平均尺寸在10μm左右。     

表面处理对镧镨铈贮氢合金电极电化学性能的影响

研究了硼氢化钾、次磷酸钠、热碱溶液处理等表面处理方法对镧镨铈(LPC)贮氢合金电极电化学性能影响.结果表明,在研究范围内,各种表面处理方法均明显改善电极的活化性能,提高初始放电容量;热碱处理的时间和温度对电化学性能影响很大;KBH4处理能明显改善循环稳定性,但降低最大容量;NaH2PO4处理能提高最大放电容量,但不利于循环稳定性的提高;综合比较,热碱处理的综合电化学性能最好,且工艺简单,成本低廉.     

第二相粒子大小对Mo-La2O3阴极电子发射性能的影响

利用溶胶-凝胶、氢气还原及热压工艺制备了纳米复合Mo-4La2O3（质量分数,%）阴极材料,其显微组织中La2O3粒径小于100 nm,而常规Mo-4La2O3阴极中La2O3粒径为200~300 nm。在真空击穿实验中发现La2O3粒径对于阴极电子发射性能有显著的影响,纳米复合阴极的电子发射能力远高于常规阴极的发射能力,其电子发射点遍布整个阴极表面,而常规阴极电子发射点只是集中在一小块区域。通过建立金属-半导体电子相互作用模型,计算并绘制了Mo及La2O3中电子隧穿几率随La2O3粒径变化的关系曲线,解释了纳米复合阴极电子发射能力强的原因。     

Zr－1Nb合金吸氢性能研究

研究了１３种不同加工热处理制度的Ｚｒ－１Ｎｂ合金在堆外高压釜内３６０℃、１９ＭＰａ水中的吸氢性能，对其影响因素和吸氢机理进行了分析，并讨论了吸氢动力学，建立了吸氢动力学方程，计算了吸氢动力学参数。