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聚苯胺的热解及其场致发射性能的研究

作　者: 宋伟
导　师: 白续铎
学　校: 黑龙江大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 聚苯胺 热解 场致发射 开启场强 阈值场强
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要


本文通过采用化学合成的方法,制备出大分子本征态的聚苯胺。并对其进行压片成型,再在气体保护下高温热解后选用为场致发射冷阴极材料。场致发射阴极通过在高真空条件下,对其加偏压,可得到一系列电流值从而获得电流密度-电场强度曲线,同时得到F-N曲线,并对其性能进行分析。通过在压片过程中最大压强的不同以及在不同热解温度、不同热解时间和不同的保护气体的条件下对其进行场致发射性能测试,得出最佳条件。 本文借助于扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、Raman光谱、X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)等技术对热解聚苯胺的表面形貌和成分进行表征,并对其在不同压力下和不同热解条件下的产物进行比较分析。研究热解聚苯胺的场致发射性能,测得其相应于10μA/cm~2场致发射电流密度的开启场强为1.64V/μm,相应于1mA/cm~2场致发射电流密度的阈值场强为5.18 V/μm。当电场强度为5.74V/μm时,最大电流密度可达到1.26 mA/cm~2。

全文目录


中文摘要  2-3
英文摘要  3-12
第1章 综述  12-36
  1．1 场致发射  12-18
    1．1．1 场致发射的基本原理  12-15
    1．1．2 场致发射的应用  15-17
    1．1．3 场致发射研究的意义与现状  17-18
  1．2 常用场致发射材料的研究  18-29
    1．2．1 金属场致发射  19-20
    1．2．2 硅场致发射  20-21
    1．2．3 碳质材料的场致发射  21-28
      1．2．3．1 金刚石场致发射  22-24
      1．2．3．2 类金刚石炭材料的场致发射  24-26
      1．2．3．3 纳米碳管场致发射  26-28
    1．2．4 新型发射材料  28-29
  1．3 场致发射几种有待解决的问题  29-30
  1．4 热解聚苯胺作为场致发射的冷阴极材料  30-33
    1．4．1 聚苯胺的结构  30-31
    1．4．2 聚苯胺的合成  31-33
      1．4．2．1 电化学法  31-32
      1．4．2．2 化学法  32-33
    1．4．3 用热解聚苯胺作为场致发射的冷阴极  33
  1．5 研究的目的与意义  33-34
  1．6 课题来源  34-36
第2章 实验部分  36-49
  2．1 主要仪器与试剂  36-38
    2．1．1 主要仪器  36-37
    2．1．2 主要试剂  37-38
  2．2 热解聚苯胺作为场致发射的冷阴极  38-42
    2．2．1 聚苯胺的合成  38-39
    2．2．2 聚苯胺的热解  39-41
    2．2．3 热解聚苯胺场致发射的测试装置  41-42
  2．3 热解聚苯胺场致发射的物理性能测试  42-43
    2．3．I X射线衍射谱图的测试  42
    2．3．2 扫描电子显微镜的测试  42
    2．3．3 透射电子显微镜的测试  42
    2．3．4 Raman光谱的测试  42-43
    2．3．5 X射线光电子能谱的测试  43
  2．4 热解聚苯胺场致发射性能的分析  43-49
    2．4．1 场致发射性能的评价指标  43-47
    2．4．2 电流密度一电场强度曲线  47
    2．4．3 Fowler-Nordhem曲线  47-49
第3章 结果与讨论  49-68
  3．1 热解聚苯胺的场致发射  49-50
    3．1．1 聚苯胺的合成与热解  49
    3．1．2 热解聚苯胺的场致发射  49-50
  3．2 热解聚苯胺场致发射的性能测试  50-59
    3．2．1 压强的影响  50-53
    3．2．2 热解时间的影响  53-55
    3．2．3 热解温度的影响  55-57
    3．2．4 聚苯胺在N_2、H_2中热解的场致发射性能对比  57-59
  3．3 热解聚苯胺场致发射物理性能的分析  59-68
    3．3．1 XRD谱图的分析  59-60
    3．3．2 SEM的分析  60-62
    3．3．3 TEM的分析  62-63
    3．3．4 Raman光谱的分析  63-65
    3．3．5 XPS谱图的分析  65-68
结论  68-70
攻读硕士学位期间发表的论文  70-71
致谢  71-72
参考文献  72-79
独创性声明  79

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 高分子化学（高聚物） > 高分子物理和高分子物理化学 > 高聚物的化学性质
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