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专利号: 2023102314360
申请人: 江苏师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2026-01-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高密度SiC枝晶阵列场发射阴极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

将生长有三棱柱状SiC纳米线的碳纤维布覆盖在装有CoCl2粉末的石英舟上方,利用化学气相沉积的方法,在管式炉中实现基体三棱柱状SiC纳米线表面沉积CoO催化剂颗粒,然后对获得的碳纤维布衬底进行第二次高温热解处理,得到生长有SiC枝晶阵列的碳纤维布,作为场发射器阴极材料。

2.根据权利要求1所述的一种高密度SiC枝晶阵列场发射阴极材料的制备方法,其特征在于,所述化学气相沉积的气压保持140Pa,气氛为氧气:氮气=5:95的混合气,二次生长用催化剂颗粒的气相沉积参数为:10℃/min的速率升温至540℃,保温15min,然后随后冷却至室温。

3.根据权利要求1所述的一种高密度SiC枝晶阵列场发射阴极材料的制备方法,其特征在于,所述第二次高温热解处理的过程是:在惰性气体保护下以29℃/min的速率升温至1400℃,然后以25℃/min的速率升温至1500℃,然后在8-24min时间内将温度从1500℃降温至1300℃,最后随炉冷却至室温,得到纯SiC枝晶纳米阵列材料。

4.根据权利要求3所述的一种高密度SiC枝晶阵列场发射阴极材料的制备方法,其特征在于,将温度从1500℃降温至1300℃是时间是24min。

5.根据权利要求1所述的一种高密度SiC枝晶阵列场发射阴极材料的制备方法,其特征在于,所述生长有三棱柱状SiC纳米线的碳纤维布的制备方法包括以下步骤:(1)将含有Si、C元素的有机前驱体在惰性气氛下于250℃保温30min进行热交联固化并球磨粉碎至超细粉末;

(2)将碳纤维布衬底浸泡在Co(NO3)2 6H2O水溶液中一段时间,然后取出并干燥作为纳米材料生长的衬底;

(3)将步骤(1)中的有机前驱体粉末和步骤(2)中浸泡处理的碳纤维布衬底置于高纯石墨坩埚内并放入高温气氛烧结炉中,气氛炉先抽真空至10-4Pa,再充入惰性气体直至达到大气压,在惰性气氛下以28℃/min的速率升温至1500℃,然后以5℃/min的速率升温至1600℃,最后随炉冷却至室温,得到以碳纤维布为衬底的三棱柱状SiC主干纳米线。

6.根据权利要求5所述的一种高密度SiC枝晶阵列场发射阴极材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述有机前驱体为聚硅氮烷。

7.一种高密度SiC枝晶阵列场发射阴极材料,其特征在于,所述场发射阴极材料为权利要求1至6任一项所述的制备方法制得的生长有SiC枝晶阵列的碳纤维布。