CN103545160B - 一种场发射管 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种场发射管，包括阴极、阳极和栅极，所述栅极包括支架和连接在所述支架上的碳管纤维。本发明由于采用了碳管纤维作为栅极的材料，使场发射X射线管大幅度提高了栅极的耐用度和使用寿命。

Description

一种场发射管
技术领域
本发明涉及一种场发射电子器件，尤其涉及一种新型碳管纤维栅极的场发射X射线管。
背景技术
现有的场发射电子器件多采用阴极、栅极和阳极的三极管结构。其中，栅极通常由高熔点的W或Mo等金属作为材料，但由于强电子流的冲击，W和Mo的栅极仍然难以避免高温导致的蒸发及电子束对金属的溅射作用。对于很多需要强电流的应用场合，栅极常常会因为高热而融化变形，同时真空环境也会因栅极材料的蒸发和溅射而受到严重地破坏，进而导致场发射性能受到严重地影响，导致场发射电子器件的寿命降低。另外，传统的栅极需要采用半导体平面工艺或者精密机械加工的制作手段，需要的流程较复杂，制作成本昂贵，同时很难保证最终合成的栅极质量，进而影响到使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种场发射管，新的栅极可提高场发射管的性能和寿命，并降低制作成本。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术手段：一种场发射管，包括阴极、阳极和栅极，所述栅极包括支架和连接在所述支架上的碳管纤维。
进一步的，所述支架和所述碳管纤维通过热融合的方式连接。
进一步的，所述支架包括支架A和支架B，所述碳管纤维呈平行排列的方式，两端分别连接在支架A和支架B上。
进一步的，所述支架包括支架A、支架B、支架C和支架D，所述碳管纤维呈二维网格状排列的方式，四端分别连接在支架A、支架B、支架C和支架D上。
本发明由于采用以上所述技术方案，利用碳管纤维比表面积大、热稳定性高、力学强度高、轴向热传导率高、导电性好的特点，使采用碳管纤维作为栅极的场发射X射线管大幅提高场发射电子源的性能，耐用度和使用寿命；而且简化了制作工艺，降低了成本。
附图说明
本发明的场发射X射线管由以下的实施例及附图详细给出。
图1a为本发明实施例的场发射X射线管栅极结构主视图；
图1b为本发明实施例的场发射X射线管栅极结构俯视图；
图2为本发明实施例的场发射X射线管栅极另一结构的俯视图。
具体实施方式
以下将对本发明的场发射X射线管作进一步的详细描述。
现有的场发射X射线管均包括阴极、阳极和栅极，其中栅极，包括支架和连接在支架上的碳管纤维。由于碳管纤维的材料碳纳米管具有比表面积大、热稳定性高(3400℃仍可保持稳定)、力学强度高、轴向热传导率(约3500W/(m.K)高、导电性好的特点而成为一种潜在的散热导电材料。人们对碳管开展了广泛的研究，并证明其具有优异的热导性(Nanotechnology，2000，11，65；PhysicalReviewB，2002，66，165440)。作为散热器件的应用研究也取得了一定的进展，如CN102318438A使用碳纳米管油墨作为印刷的散热材料，CN201110207615.8报道了一种使用碳纳米管散热的LED灯，CN101044809报道了一种覆盖有CNT的散热片。另外，近年来人们对碳纳米管纤维的制备开展了广泛的研究，获得了较成熟的，廉价而稳定的制备方法(Adv.Mater.2009，21，692)。可以说采用碳纳米管纤维取代金属作为栅极具有巨大的理论和实践优势。
如图1a和图1b所示，场发射X射线管的栅极包括支架2A和2B，以及连接在所述支架2A和2B上的碳管纤维1，所述支架2A和2B与所述碳管纤维1通过热融合的方式合金化连接。这种工艺比传统的栅极工艺更简单，制作成本更低。
为了提高电子流的穿过率，所述多条碳管纤维1呈平行排列的方式，其两端分别连接在支架2A和支架2B上。
当然，本发明还可以如图2所示，其中栅极，包括支架2A、支架2B、支架2C和支架2D，所述碳管纤维1呈二维网格状排列的方式，其四端分别连接在支架2A、支架2B、支架2C和支架2D上。
本发明采用碳纳米管纤维来代替传统的金属材料作为场发射X射线管的栅极材料。充分利用碳管纤维的高温稳定性，优异的导热导电性，及其耐用，易制备等优势。可以大幅提高了场发射电子源的性能，耐用度和使用寿命。
由于以上仅为本发明的较佳实施例，本发明的保护范围不应受此限制，即凡是依本发明的权利要求书及本发明说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，均应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (3)

1.一种场发射管，包括阴极、阳极和栅极，其特征在于，所述栅极包括支架和连接在所述支架上的若干条碳管纤维；其中，所述支架间隔布置，所述支架和所述碳管纤维通过热融合的方式合金化连接。
2.如权利要求1所述的场发射管，其特征在于，所述支架包括支架A和支架B，所述碳管纤维呈平行排列的方式，两端分别连接在支架A和支架B上。
3.如权利要求1所述的场发射管，其特征在于，所述支架包括支架A、支架B、支架C和支架D，所述碳管纤维呈二维网格状排列的方式，四端分别连接在支架A、支架B、支架C和支架D上。
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