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丝网印刷法制备多壁碳纳米管薄膜及其形貌表征

作　者: 步伟艳
导　师: 崔屾
学　校: 天津大学
专　业: 物理化学
关键词: 多壁碳纳米管薄膜 丝网印刷 场发射阴极 激光照射 扫描电镜表征
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


场发射显示器件(FED)是一种新型平板显示器件,具有超高分辨率、超高清晰度、响应快、视角宽、能耗低、易携带等诸多优点。碳纳米管(CNTs)具有很高的机械强度、良好的化学稳定性和较低的初始开启电压,是制备场发射阴极的理想材料。CNTs-FED现已成为新型显示器件研究领域的热点之一。丝网印刷法非常适合于制备大面积CNTs薄膜场发射阴极,具有成本低、操作简单等优点。本文采用丝网印刷法制备了多壁碳纳米管(MWCNTs)薄膜,然后对其进行高温灼烧和激光照射等后处理,借助SEM表征方法,分别考察了研磨时间对MWCNTs形貌的影响以及研磨时间、丝网目数、制浆剂和激光照射对MWCNTs薄膜形貌的影响。SEM表征结果显示,随着研磨时间的增加,MWCNTs长度逐渐减小;采用丝网印刷法制备的MWCNTs薄膜呈现的网格形貌变得越来越清晰、规整。随着丝网目数逐渐变大(网孔变小),薄膜表面的网格形貌最终消失,MWCNTs以块状物的形式、不规则的分布在基底表面,其尺寸、数量逐渐减小,彼此之间的距离则逐渐增大。MWCNTs研磨10h、添加制浆剂后采用丝网印刷法制备的MWCNTs薄膜在450℃,空气气氛中灼烧2h后,表面容易出现裂缝。增加研磨时间、减小网孔尺寸和添加制浆剂均能使MWCNTs薄膜表面的单位面积上MWCNTs端点数目增多。SEM表征结果还显示,MWCNTs薄膜经激光扫描照射后的区域的网格形貌消失,被照射区域表面的MWCNTs相互交叉,呈网状分布,其上分布着一些以块状、颗粒状的形式存在的MWCNTs;随着激光能量的增加,这些由MWCNTs构成的不同形状的物质在单位面积上的数量逐渐减少,其尺寸也随之减小。横竖双向扫描照射产生的MWCNTs网状结构更稀疏,立体感更强,密度更小,单位面积上MWCNTs端点更多。上述研究结果为进一步改善丝网印刷法制备MWCNTs薄膜阴极的工艺流程提供了重要的实验依据,对于促进CNTs-FED研究的发展具有积极的促进作用。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 文献综述  8-27
  1.1 纳米荧光粉简介  8
  1.2 纳米荧光粉的制备方法  8-12
    1.2.1 化学气相沉积法  8-9
    1.2.2 水热合成法  9
    1.2.3 化学沉淀法  9-10
    1.2.4 溶胶-凝胶法  10
    1.2.5 高温固相反应法  10-11
    1.2.6 喷雾法  11-12
    1.2.7 微乳液法  12
  1.3 纳米荧光粉的表征方法  12-17
    1.3.1 扫描电子显微镜（SEM）  12-14
    1.3.2 透射电子显微镜（TEM）  14-15
    1.3.3 X 射线衍射（XRD）  15-16
    1.3.4 吸收光谱  16
    1.3.5 发射光谱  16-17
  1.4 纳米荧光粉的应用  17-18
  1.5 场发射显示器（FED）和FED 用荧光粉简介  18-19
  1.6 碳纳米管（CNT）及其阵列简介  19-20
  1.7 碳纳米管场发射显示器件（CNT-FED）简介  20-26
    1.7.1 碳纳米管（CNT）场发射阴极制备方法  20-24
    1.7.2 碳纳米管（CNT）场发射阴极存在的问题  24-25
    1.7.3 碳纳米管场发射显示器件（CNT-FED）的主要结构  25-26
  1.8 本课题主要研究内容及意义  26-27
第二章 实验  27-30
  2.1 实验试剂  27
  2.2 实验仪器  27-28
  2.3 实验内容  28-30
    2.3.1 丝网印刷制备多壁碳纳米管薄膜  28-29
    2.3.2 产物表征  29-30
第三章 丝网印刷制备多壁碳纳米管薄膜的结果与讨论  30-39
  3.1 研磨时间的影响  30-34
    3.1.1 研磨时间对MWCNTs 形貌的影响  30-32
    3.1.2 研磨时间对丝网印刷制备的MWCNTs 薄膜形貌的影响  32-34
  3.2 丝网目数对MWCNTs 薄膜形貌的影响  34-37
  3.3 制浆剂对MWCNTs 薄膜形貌的影响  37
  3.4 本章小结  37-39
第四章 激光照射多壁碳纳米管薄膜的结果与讨论  39-45
  4.1 不同脉冲激光能量的激光照射对MWCNTs 薄膜形貌的影响  39-40
  4.2 激光扫描照射对MWCNTs 薄膜形貌的影响  40-44
  4.3 本章小结  44-45
第五章 结论  45-47
参考文献  47-52
参加科研工作情况  52-53
附录 论文中符号的英文简写与全称对照及中文名称  53-54
致谢  54

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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