碳纳米管聚四氟乙烯复合材料场发射特性研究

碳纳米管/聚四氟乙烯复合材料场发射特性研究

摘要:因为碳纳米管及其复合材料具有优异的场发射特性,在真空场发射器件尤其是平板显示器方面具有巨大的应用前景,吸引了众多学者的广泛关注。本文研究制作了碳纳米管/聚四氟乙烯复合材料场发射阴极,研究了其场发射特性和实际应用优势。

关键词:碳纳米管,聚四氟乙烯,复合材料,场发射,真空封装

1. 纳米管及其复合材料

1.1 碳纳米管的发现及其结构

碳纳米管是石墨管状晶体,是单层或多层石墨片围绕中心按一定的螺旋角卷曲而成的无缝中空纳米级管,每层纳米管是一个由碳原子通过sp2杂化与周围3个碳原子完全键合后所构成的六边形平面组成的圆柱面。但是由于存在一定曲率,其中也有一小部碳分属sp3杂化。其平面的六角晶胞边长为2.46,而最短的c-c键长为1.42。如图1-2所示。

碳纳米管聚四氟乙烯复合材料场发射特性研究

碳纳米管直径一般为几纳米到上百纳米,长度可达数微米。单壁碳纳米管可看成是由石墨平面卷曲而成,并在其两端罩上碳原子的封闭曲面,而多壁碳纳米管则是若干个单壁管同心套叠而成。碳纳米管是一维晶体,石墨平面的卷曲方式决定着管子的直径、螺旋性及其晶格常数,也决定着碳纳米管的物理性质。单壁碳纳米管的结构可以简单的由手性矢量Ch和平移矢量T定义的单元胞来解释。如图2所示,其中手性矢量Ch=nal+ma2=(n,m),al,a2表示

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