CN2937098Y - 一种制备线型纳米碳管复合场发射源的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于制备线型纳米碳管复合场发射源的装置，它主要由反应室和自通电回路组成；反应室由圆筒型腔体、上盖和下盖以及气路组成，通过橡胶密封圈和针尖阀门实现圆筒型腔体与上、下盖的密封；气路由进气咀、抽气咀、针尖阀门、工作气源与质量流量计、真空泵组成。自通电回路主要由电源、导电纤维编织绳和接线柱组成。利用该装置和采用自通电热解CVD方法，能制备出线型纳米碳管复合场发射源。在上述装置基础上，用覆盖有ITO膜和荧光粉层的玻璃管作为圆筒型腔体，并添加场发射测试回路，使装置不仅能用于制备纳米碳管复合场发射源，还能原位观察复合场发射源的场发射特性和发光特性。此装置是纳米碳管场发射发光灯的原型。

Description

一种制备线型纳米碳管复合场发射源的装置

技术领域

本实用新型涉及一种纳米碳管(Carbon Nanotubes，以下简称CNTs)复合场发射源的生长装置，特别是涉及一种线型CNTs复合场发射源的生长装置。

背景技术

CNTs可视为由石墨片层卷曲而成的准一维纳米材料：由单层石墨片卷曲而成的CNTs称为单壁纳米碳管(Single Walled Carbon Nanotubes，以下简称SWNTs)，由多层石墨片同轴卷曲而成的CNTs称为多壁纳米碳管(Multi-WalledCarbon Nanotubes，以下简称MWNTs)。

由于CNTs具有优异的导电性能(对金属性CNTs而言)、极高的力学强度和化学稳定性，以及非常高的形状因子(长度与半径的比值)，使它成为理想的电子场发射材料，引起人们广泛的关注。

根据电子场发射原理，物体表面的凸起会引起凸起顶部附近局域电场的增强，场增强因子(β)与凸起的高度(h)成正比，与凸起顶部的曲率半径(r)成反比，即β∝h/r。碳纤维布的表面凹凸不平，它们本身就是一种良好的场发射源。Jo等(S.H.Jo，et al.，Appl.Phys.Lett.，85(2004)810)采用热解CVD方法，在碳纤维布上生长MWNTs形成复合场发射源；它显示极高的场增强因子β＝1.88×10⁴，比在Si或玻璃等基片上生长的SWNTs或MWNTs膜的β值高约一个数量级。最近Huang等的研究表明(J.Y.Huang，Z.F.Ren et al.，Appl.Phys.Lett.，87(2005)53110)，纳米碳管复合场发射源的优异场发射性能由场发射的多级效应引起。

电弧法、激光法和化学气相沉积(CVD)法(包括催化热解CVD和各类等离子体增强化学气相沉积-PECVD)，是制备CNTs的三类常用方法。由于能够对CVD过程进行有效控制，人们利用CVD法不仅能批量制备高纯度SWNTs或MWNTs，而且能在各种衬底上制备出直径、长度和密度可控的取向或非取向CNTs膜。

Bonard等(J.-M.Bonard，et al.，Applied Physics Letters 78(2001)2775)采用催化热解CVD方法，在Fe-Al-Cr合金线上生长CNTs，制成线型CNTs场发射源，并用它制备出管式CNTs场发射发光灯，其具体制备步骤如下：

(1)用丙酮和乙醇对Fe-Al-Cr电热合金线(长7cm、直径1mm)进行超声清洗。

(2)将清洗后的合金线在1000℃下于空气中氧化处理12小时，在合金线表面形成致密的氧化层(主要为氧化铝)。将经氧化处理后的合金丝浸入浓度为40mM的硝酸铁(Fe(NO₃)₃·9H₂O)的乙醇溶液中，在合金线上附着或沉积一层含铁催化剂。由于合金线上致密氧化层具有高度化学惰性，确保能通过改变沉积在合金线上的催化剂种类和厚度，来控制CNTs在合金线上的生长。

(3)将涂有催化剂的合金线置于水平管式炉内的支架上，炉温为720℃，炉内通入乙炔/氮混合气体，乙炔和氮气流速分别为20mL/min和80mL/min，炉内气压为1大气压。在高温(720℃)下乙炔气体催化分解形成大量碳原子，通过碳原子在催化剂颗粒内的扩散-沉积过程形成CNTs，制成线型CNTs场发射阴极。

(4)在长为5cm、直径为4cm的玻璃管内壁上蒸镀一层透明导电ITO膜，然后再在透明导电ITO膜上覆盖荧光粉层制成阳极。将覆盖有催化剂层的线型阴极安装在玻璃管阳极的中心，密封后抽真空(10^-6～10^-7Torr)；当在阴极和阳极间加5.4kV电压时，阴极场发射电流密度为0.5mA/cm²；阳极上的荧光粉受场发射电子轰击而发光，亮度可达10⁴cd/m²；

当用上述传统管式炉热解CVD方法制备线型CNTs场发射源时，管式炉的恒温区长度应大于线型CNTs场发射源长度；因此，这种方法仅适于制备长度较短的(例如＜10cm)线型CNTs场发射源。用管式炉CVD方法制备长度更大的(例如＞10cm)线型CNTs场发射源，需要采用炉管很长的管式炉，使设备投资成本和功耗增加。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种制备新型电子场发射源的专用装置，该装置采用自通电热解CVD方法，在导电纤维编织绳上生长CNTs，得到具有极好场发射特性的线型复合场发射源。该装置结构简单，功耗小，适于制备尺寸长的线型场发射源。

本发明提供的专用装置如图1和图2所示：图1所示的装置既能用于采用自通电热解CVD方法制备纳米碳管复合场发射源，也能用于原位测试复合场发射源的场发射特性和发光特性；甚至能边生长CNTs，边观察CNTs的场发射，通过CNTs生长过程中场发射的变化，了解CNTs的生长过程和机理。图2所示的装置是图1所示装置的简化，它仅能用于通过自通电热解CVD过程制备纳米碳管复合场发射源。

图1所示的装置主要由反应室、自通电回路和场发射测试回路组成。

反应室主要由圆筒型腔体1、第一上盖2和第二上盖3、第一下盖4和第二下盖5、以及气路系统组成。反应室的密封通过上“O”型橡胶密封圈6、下“O”型橡胶密封圈7以及第一针尖阀门8和第二针尖阀门9来实现。在第一上盖2上分别安装有上接线柱10和进气咀12，在第一下盖4上分别安装有下接线柱11和抽气咀13。进气咀12通过第一针尖阀门8与气体质量流量计和工作气源14相连，抽气咀13通过第二针尖阀门9与真空泵系统15相连。气体质量流量计和工作气源14、第一针尖阀门8、进气咀12、抽气咀13、第二针尖阀门9和真空泵系统15组成反应室的气路系统。通过拧紧螺钉31可将第一下盖4固定在实验平台32上。

自通电回路主要由电源DC₁、导电纤维编织绳16以及上接线柱10和下接线柱11组成；直流电源DC₁的正、负极分别与上接线柱10和下接线柱11相连，开关K₁可以控制自通电回路的导通或断路。导电纤维编织绳16表面覆盖有催化剂层17，导电纤维编织绳的上端与上接线柱10相连，下端通过夹具18和弹簧19与下接线柱11相连，弹簧19可补偿导电纤维编织绳16因自通电加热而引起的膨胀变形；上、下陶瓷绝缘套20和21分别使上、下接线柱10和11与第一上、下盖2和4保持绝缘。

在上述的技术方案中，所述的圆筒型腔体1为金属管、陶瓷管或玻璃管，它的长度为10-180cm，直径为3-8cm，壁厚为0.8-3.0mm。

在上述的技术方案中，还包括一场发射测试回路；所述圆筒型腔体1为内壁上有透明导电ITO膜23，在透明导电ITO膜23上再涂荧光粉层24的玻璃管；其中所述第一上盖2或第一下盖4采用导电材料制作；所述场发射测试回路由直流电源DC₂、阳极和阴极组成，直流电源DC₂的负极通过导线与上接线柱10、与作为阴极的导电纤维编织绳16电连接，直流电源DC₂的正极通过导线与第一上盖2电连接，所述第一上盖2与作为阳极的透明导电ITO膜23相接触，开关K₂控制测试回路的导通或断路。

在上述的技术方案中，所述的第一上盖2的底面和第一下盖4顶面上分别开一环形上沟槽25和环形下沟槽26，所述的圆筒型腔体1上下两端口外壁套有“O”型橡胶密封圈6，并且嵌入环形上沟槽25和环形下沟槽26内；所述第一上盖2的底面和第一下盖4顶面上分别覆盖一第二上盖3和第二下盖5，该第二上盖3的一面有上凸环27，第二下盖5的一面有下凸环28，其中第二上盖3的上凸环27和第二下盖5的下凸环28压在“O”型橡胶密封圈6上，通过螺钉29穿过第二上盖3、第一上盖2，和另一个螺钉30穿过第二下盖5、第一下盖4的螺孔分别螺合固定在一起。当将第一、第二针尖阀门8，9关闭后，通过拧紧上、下螺钉29和30，使上、下凸环27和28位移，迫使上、下“O”型橡胶密封圈6和7变形，而实现反应室的密封。

在上述的技术方案中，所述玻璃管为国产T型荧光灯玻璃管，玻璃管的长度为10-180cm，直径为3-8cm，壁厚为0.8-3.0mm。玻璃管内壁上涂覆有一层透明导电ITO膜23，在透明导电ITO膜23上沉积有荧光粉层24；玻璃管、透明导电ITO膜23和荧光粉层24组成场发射的阳极；透明导电ITO膜23与第一上盖2或第一下盖4保持电接触。

在上述的技术方案中，所述第一上、下盖2和4、第二上、下盖3和5、上、下接线柱10和11、夹具18、弹簧19、上、下凸环27和28、螺钉29，30和31、进气咀12和抽气咀13均采用不锈钢制作。

在上述的技术方案中，所述的接线柱10和接线柱11外壁套有陶瓷绝缘套20和21。

所述直流电源DC₁可提供大电流，使导电纤维编织绳自通电加热；在一定条件下能从覆盖在纤维编织绳16上的催化剂层17中上生长出CNTs膜22，制成线型CNTs复合场发射源。自通电回路中的电源，也可使用能提供低压大电流的交流电源。

当采用上述技术方案完成CNTs的生长后，还可利用图2所示装置中的测试回路，进行场发射特性和发光特性的测试。具体步骤如下：在切断自通电回路电流后，关闭进气针尖阀门并开启分子泵，待反应室内真空达到10^-6-10^-7Torr后，接通测试回路。当阴极(线型CNTs复合场发射源)和阳极(由玻璃管、透明导电ITO膜和荧光粉层组成)之间的电压达到场发射开启电压时，电流表A₂将显示场发射开启电流。随电压提高，场发射电流增加，由此可得到场发射I-V曲线。当场发射电流足够大时，可用肉眼观察到荧光粉发光，并用仪器测量发光特性(亮度和均匀性)。在一定的实验条件下，利用本装置可以实现边生长CNTs，边测定场发射特性和观察场发射的图像，这对深入研究CNTs的生长和场发射机理具有重要意义。

本实用新型的优点：

(1)利用本实用新型的装置制作的复合场发射源是线性的，由导电纤维编织绳和CNTs组成，这种复合场发射源具有开启电压低等特性；利用它制作的管式场发射灯，具有不含汞，能耗小、无频闪和亮度高等优点可用于制备管式CNTs场发射发光灯；

(2)本实用新型提供的专用装置既能用于采用自通电热解CVD方法制备纳米碳管复合场发射源，也能用于原位测试复合场发射源的场发射特性和发光特性；甚至能边生长CNTs，边观察CNTs的场发射。

(3)本实用新型的的装置生长线型CNTs复合场发射源长度不受限制；该装置具有结构简单、投资和生产成本低等特点。

本实用新型提供的线型复合CNTs场发射源的生长装置如图1和图2所示：图1所示的装置既能用于采用自通电热解CVD方法制备纳米碳管复合场发射源，也能用于原位测试复合场发射源的场发射特性和发光特性；甚至能边生长CNTs，边观察CNTs的场发射，通过CNTs生长过程中场发射的变化，了解CNTs的生长过程和机理。图2所示的装置是图1所示装置的简化，它仅能用于通过自通电热解CVD过程制备纳米碳管复合场发射源。

附图说明

图1是制备线型CNTs复合场发射源的装置示意图

图2是图1的简化装置，它仅能用于制备CNTs复合场发射源。其中DC₁为自通电回路的直流电源，A₁、V₁和K₁分别为自通电回路的电流表、电压表和开关；DC₂为场发射测试回路的直流电源，A₂、V₂和K₂分别为测试回路的电流表、电压表和开关。

图中数字标号代表：

1.圆筒型腔体             2.第一上盖                 3.第二上盖

4.第一下盖               5.第二下盖                 6.上“O”型橡胶密封圈

7.下“O”型橡胶密封圈    8.第一针尖阀门             9.第二针尖阀门

10.上接线柱              11.下接线柱                12.进气咀

13.抽气咀                14.质量流量计和工作气源    15.真空泵系统

16.导电纤维编织绳        17.催化剂层                18.夹具

19.弹簧                  20.上绝缘套                21.下绝缘套

22.纳米碳管膜            23.透明导电ITO膜           24.荧光粉层

25.上沟槽                26.下沟槽                  27.上凸环

28.下凸环                29.螺钉                    30.螺钉

31.螺钉                  32.实验平台

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1

本实施例是对如图1所示的制备线型CNTs复合场发射源的专用装置的描述，该装置既可用于制备线型CNTs复合场发射源，又可用于测试线型CNTs复合场发射源的场发射特性和发光特性。为了清楚显示线型CNTs场发射源的结构，在图1中将纤维编织绳16上的催化剂膜17和纳米碳管膜18分别向下或向上剥离出一小段。

本实施例的装置如图1所示，第一上盖2、第一下盖4、第二上盖3、第二下盖5、上接线柱10、下接线柱11、夹具18、弹簧19、螺钉29，30和31、进气咀12和抽气咀13均用不锈钢制作；上、下绝缘套20和21为陶瓷套。所述圆筒型腔体1采用国产T型荧光灯玻璃管，它的长度为30cm，直径为3cm，壁厚为1.2mm。用溶胶—凝胶浸提法在玻璃管内壁上沉积厚度为200nm的透明导电ITO膜23，透明导电ITO膜23的光透过率大于90％，电阻率约为1.7×10^-2Ω-cm(相应的方块电阻为350Ω/□)。用电泳法在透明导电ITO膜23上沉积厚度为30μm的荧光粉层24，荧光粉采用国产FED511绿色荧光粉。

本实施例的圆筒型腔体1为国产T型荧光灯玻璃管，反应室主要由筒型腔体1的上端口盖有第一上盖2，下端口盖有第一下盖4，在第一上盖2和第一下盖4上再分别加盖第二上盖3和第二下盖5组成；其中第一上盖2和第一下盖4上分别加工有环形上沟槽25和环形下沟槽26，第二上盖3和第二下盖5上分别加工有上凸环27和下凸环28。将上、下“O”型橡胶密封圈6，7以及玻璃管的两端分别放入上沟槽25和下沟槽26中，并将上凸环27和下凸环28分别嵌入上沟槽25和下沟槽26内。在第一上盖2上密封安装有上接线柱10和进气咀12，在第一下盖4上密封安装有下接线柱11和抽气咀13；上、下绝缘套20和21套装在接线柱10和11外，使上、下接线柱10和11分别与第一上、下盖2和4保持电绝缘。

本实施例的气路系统与所述圆筒型腔体1内部相连通，该气路系统由进气咀12通过一根管路顺序连通第一针尖阀门8、气体质量流量计和工作气源14(包括碳源气体、还原气体和载气)；另一抽气咀13通过另一气路顺序与第二针尖阀门9和所述真空泵系统15相连通。当将第一针尖阀门8和第二针尖阀门9关闭后，通过拧紧螺钉29，30，使上、下凸环27和28位移，迫使上、下“O”型橡胶密封圈6和7变形，而实现反应室的密封。

所述导电纤维编织绳16为Fe-Al-Cr合金纤维编织绳，它的长度为30cm，直径为0.5mm，纤维直径为0.5μm。Fe-Al-Cr合金纤维编织绳表面经清洁和氧化处理后，用电子束蒸发法沉积厚度为10nm的Fe催化剂层。

本装置有两套通电回路，如图1所示，其中右侧为自通电回路，左侧为场发射测试回路：

自通电回路主要由直流电源DC₁、上接线柱10、下接线柱11和覆盖有催化剂膜17的导电纤维编织绳16组成。直流电源DC₁的负极通过电流表A₁与上接线柱10相连，正极与下接线柱11相连；涂敷有催化剂膜17的导电纤维编织绳16的上端与上接线柱10相连，其下端通过夹具18和弹簧19与下接线柱11相连，弹簧19可补偿导电纤维编织绳16因自通电加热而引起的膨胀变形。直流电源DC₁提供的大电流，可使导电纤维编织绳16自通电加热；在一定条件下能在纤维编织绳16上覆盖的催化剂膜17中生长出CNTs膜22，制成线型CNTs复合场发射源。

测试回路主要由直流电源DC₂、阴极(线型CNTs复合场发射源)和阳极(带透明导电ITO膜23和荧光粉层24的玻璃管)组成。直流电源DC₂的电压可变，其数值由电压表V₂指示，回路中的场发射电流由电流表A₂指示。直流电源DC₂的负极与上接线柱10相连，正极通过第一上盖2或第一下盖4与透明导电ITO膜23相连。上、下陶瓷绝缘套20和21使自通电回路和测试回路相互独立、互不干扰，它们可各自分别或同时运行。利用测试回路可以测定线型CNTs复合场发射源的场发射I-V曲线和发光特性(亮度和均匀性)。

实施例2

本实施例装置中，反应室的圆筒型腔体1采用国产T型荧光灯玻璃管，它的直径为5cm，壁厚为1.8mm，长度为180cm。用溶胶-凝胶浸提法在玻璃管内壁上涂覆厚为500nm的透明导电ITO膜，透过率大于90％，电阻率约为2.8×10^-2Ω-cm(相应的方块电阻为850Ω/□)，并用电泳法在透明导电ITO膜上沉积日亚NP1045白色荧光粉层，厚度为15μm。装置的其他部分与实施例1相同。

实施例3

本实施例的装置在实施例1的基础上取消场发射测试回路，本实施例是对如图2所示的制备线型CNTs复合场发射源的专用装置的描述，该装置可用于制备线型CNTs复合场发射源。为了清楚显示线型CNTs场发射源的结构，在图2中将纤维编织绳16上的催化剂膜17和纳米碳管膜18分别向下或向上剥离出一小段。

本实施例的装置如图2所示，第一上盖2、第一下盖4、第二上盖3、第二下盖5、上接线柱10、下接线柱11、夹具18、弹簧19、螺钉29，30和31、进气咀12和抽气咀13均用不锈钢制作；上、下绝缘套20和21为陶瓷套。所述圆筒型腔体1采用不锈钢管，它的长度为40cm，直径为4cm，壁厚为3.0mm。

所述反应室主要由筒型腔体1的上端口盖有第一上盖2，下端口盖有第一下盖4，在第一上盖2和第一下盖4上再分别加盖第二上盖3和第二下盖5组成；其中第一上盖2和第一下盖4上分别加工有环形上沟槽25和环形下沟槽26，第二上盖3和第二下盖5上分别加工有上凸环27和下凸环28。将上、下“O”型橡胶密封圈6，7以及不锈钢管的两端分别放入上沟槽25和下沟槽26中，并将上凸环27和下凸环28分别嵌入上沟槽25和下沟槽26内。在第一上盖2上密封安装有上接线柱10和进气咀12，在第一下盖4上密封安装有下接线柱11和抽气咀13；上、下绝缘套20和21套装在接线柱10和11外，使上、下接线柱10和11分别与第一上、下盖2和4保持电绝缘。

本实施例的气路系统与所述圆筒型腔体1内部相连通，该气路系统由进气咀12通过一根管路顺序连通第一针尖阀门8、气体质量流量计和工作气源14(包括碳源气体、还原气体和载气)；另一抽气咀13通过另一气路顺序与第二针尖阀门9和所述真空泵系统15相连通。当将第一针尖阀门8和第二针尖阀门9关闭后，通过拧紧螺钉29，30，使上、下凸环27和28位移，迫使上、下“O”型橡胶密封圈6和7变形，而实现反应室的密封。

所述导电纤维编织绳16为Fe-Al-Cr合金纤维编织绳，它的长度为40cm，直径为0.5mm，纤维直径为0.5μm。Fe-Al-Cr合金纤维编织绳表面经清洁和氧化处理后，用电子束蒸发法沉积厚度为10nm的Fe催化剂层。

本装置只有自通电回路：

自通电回路主要由直流电源DC₁、上接线柱10、下接线柱11和覆盖有催化剂膜17的导电纤维编织绳16组成。直流电源DC₁的负极通过电流表A₁与上接线柱10相连，正极与下接线柱11相连；涂敷有催化剂膜17的导电纤维编织绳16的上端与上接线柱10相连，其下端通过夹具18和弹簧19与下接线柱11相连，弹簧19可补偿导电纤维编织绳16因自通电加热而引起的膨胀变形。直流电源DC₁提供的大电流，可使导电纤维编织绳16自通电加热；在一定条件下能在纤维编织绳16上覆盖的催化剂膜17中生长出CNTs膜22，制成线型CNTs复合场发射源。

实施例4

本实施例的装置除反应室的圆筒型腔体1采用铝合金管(长度为70cm，直径为8cm，壁厚为1.5mm)外，其它装置结构和制作复合场发射源的步骤与实施例3相同。本实施例无场发射测试回路。

实施例5

本实施例的装置除反应室的圆筒型腔体1采用真空陶瓷管(长度为10cm，直径为3cm，壁厚为0.8mm)外，其它装置结构和制作复合场发射源的步骤与实施例3相同。本实施例无场发射测试回路。

Claims (5)

1.一种制备线型纳米碳管复合场发射源的专用装置，包括一反应室，其特征在于，还包括一自通电回路：

所述反应室主要由圆筒型腔体(1)、第一上盖(2)、第一下盖(4)、以及与圆筒型腔体(1)相连的气路系统组成，反应室的密封通过上、下“O”型橡胶密封圈(6)和(7)以及第一和第二针尖阀门(8)和(9)来实现：在第一上盖(2)上分别安装有上接线柱(10)和进气咀(12)，在第一下盖(4)上分别安装有下接线柱(11)和抽气咀(13)；上、下陶瓷绝缘套(20)和(21)分别使上、下接线柱(10)和(11)与第一上、下盖(2)和(4)保持电绝缘；进气咀(12)通过第一针尖阀门(8)与气体质量流量计和工作气源(14)相连，抽气咀(13)通过第二针尖阀门(9)与真空泵系统(15)相连；气体质量流量计和工作气源(14)、第一和第二针尖阀门(8)和(9)、进气咀(12)、抽气咀(13)和真空泵系统(15)组成反应室的气路系统；

自通电回路主要由电源(DC₁)、导电纤维编织绳(16)、上、下接线柱(10)和(11)组成：导电纤维编织绳(16)表面覆盖有催化剂层(17)，导电纤维编织绳(16)的上端与上接线柱(10)相连，下端通过夹具(18)和弹簧(19)与下接线柱(11)相连；直流电源(DC₁)的正、负极分别与上、下接线柱(10)和(11)连接，开关(K₁)控制自通电回路的导通或断路。

2.按权利要求1所述的用于制备线型纳米碳管复合场发射源的装置，其特征在于，反应室的密封通过上、下“O”型橡胶密封圈(6)和(7)以及第一和第二针尖阀门(8)和(9)来实现：在第一上盖(2)的底面和第一下盖(4)顶面上分别加工有环形上沟槽(25)和环形下沟槽(26)，在第二上盖(3)的顶面和第二下盖的底面上分别加工有上、下凸环(27)和(28)；将上、下“O”型橡胶密封圈(6)和(7)紧套在圆筒型腔体(1)的两个端部的外壁上，并将它们分别放入上、下沟槽(25)和(26)中，使圆筒型腔体(1)的内壁紧贴上、下沟槽(25)和(26)的内侧壁；然后将上、下凸环(27)和(28)分别嵌入上、下沟槽(25)和(26)内，关闭第一和第二针尖阀门(8)和(9)，通过拧紧螺钉(29)和(30)，使上、下凸环(27)和(28)移动，迫使上、下“O”型橡胶密封圈(6)和(7)变形，从而实现反应室的密封。

3.按权利要求1所述的用于制备线型纳米碳管复合场发射源的装置，其特征在于，所述的第一上、下盖(2)和(4)、上、下接线柱(10)和(11)、夹具(18)和弹簧(19)、进气咀(12)、抽气咀(13)、上、下凸环(27)和(28)、螺钉(29，30和31)均用不锈钢制作。

4.按权利要求1所述的用于制备线型纳米碳管复合场发射源的装置，其特征在于，所述的圆筒型腔体(1)为金属管、真空陶瓷管或玻璃管，它的长度为10-180cm，直径为3-8cm，壁厚为0.8-3.0mm；所述的金属管为不锈钢管或铝合金管。

5.按权利要求1或4所述的用于制备线型纳米碳管复合场发射源的装置，其特征在于，所述圆筒型腔体(1)为玻璃管，其内壁上依次沉积有厚度为200-500μm透明导电ITO膜(23)和厚度为10-30μm荧光粉层(24)；所述荧光粉为国产FED系列三基色荧光粉、日亚NP1045白色荧光粉或Osram-P22绿色荧光粉；

还包括一场发射测试回路，它由直流电源DC₂、阳极和阴极组成：阳极由玻璃管、透明导电ITO膜(23)和荧光粉层(24)组成，在实现反应室密封的同时，保证透明导电ITO膜分别与第一上、下盖(2)和(4)有紧密的电接触；阴极由导电纤维编织绳(16)、催化剂层(17)和纳米碳管膜(22)组成，导电纤维编织绳(16)固定于上、下接线柱(10和11)之间，并保持良好的电接触；

直流电源DC₂的负极通过导线和上接线柱(10)或下接线柱(11)与阴极连接，直流电源DC₂的正极通过导线和导电的第一上盖(2)或第一下盖(4)与阳极连接，开关(K₂)控制测试回路的导通或断路。

Images