无机纳米材料/碳纳米管场发射复合阴极及其制备方法

摘要

本发明公开了一种无机纳米材料/碳纳米管场发射复合阴极及其制备方法，包括基体上的金属电极和分布于该金属电极上的纳米无机材料及其表面缠绕或镶嵌的碳纳米管；在金属电极上通过化学气相法原位生长出纳米结构的无机材料，碳纳米管缠绕或镶嵌在无机纳米材料上。本发明通过原位生长的无机纳米材料调控无机纳米材料/碳纳米管的密度，降低屏蔽效应，增加碳纳米管在无机纳米材料表面的尖端直立几率，而且碳纳米管与无机纳米材料可同时提供场发射电子，场发射效率高，且此方法制备工艺简单，成本低。

主权项

一种无机纳米材料/碳纳米管场发射复合阴极的制备方法，其特征在于：在图形化金属电极上化学气相生长无机纳米材料，碳纳米管缠绕或镶嵌在无机纳米材料上；所述的金属电极是一种或多种金属的金属薄膜、金属箔或金属丝；所述的金属薄膜是铬铜复合膜、铁膜、铜膜、锡膜、锌膜、铝膜、镍铁复合膜中的一种；所述的金属箔是铁镍合金箔片、铜箔、锡箔、锌箔、铁箔、铝箔中的一种；所述的金属丝是铁丝、铜丝、铝丝、镍丝中的一种；所述的图形化的金属薄膜电极或金属箔电极是面状、带状、方孔状、圆孔状、梳状或鱼骨状；所述金属电极厚度为1～1000μm，所述金属丝的直径为1～1000μm；所述的无机纳米材料是Fe₃O₄、Fe₂O₃、Si₃N₄、ZnO、SnO₂、CuO、SiC、MgO、Al₂O₃、ZnS、AlN中的一种；所述的无机纳米材料拥有低维或多维的纳米结构：纳米棒、纳米线、纳米片、纳米针、纳米四角锥、纳米球、纳米粒或纳米花簇；所述的无机纳米材料的长度为0.01～1000 μm，直径为0.01～100 μm；所述的碳纳米管是多壁或双壁碳纳米管，管径为1～1000 nm，长度为0.01～50 μm；所述的制备方法的具体步骤如下：（1）采用丝网印刷法、真空蒸发法、溅射法、化学镀法或喷涂法在金属电极基体上制备金属电极；（2）采用丝网印刷、喷涂、旋涂、滴覆、涂覆或电泳法将碳纳米管转移到金属电极上；（3）采用化学气相法：电子束沉积法、气相氧化法或脉冲激光轰击原位生长法在金属电极上原位生长出无机纳米材料；（4）碳纳米管将随着无机纳米材料的生长，缠绕或者镶嵌在无机纳米材料上；所述气相氧化法是在管式炉、马弗炉、烘箱、加热锅设备中进行氧化生长，氧化温度为100℃～600℃，氧化时间为10min～300min。