SiC一維納米材料的N摻雜及場發(fā)射性能研究.pdf

1、本文研究了N摻雜SiC一維納米材料的合成工藝、等離子體處理和純化處理工藝及其場發(fā)射性能。主要研究了原料質(zhì)量比、等離子體種類和轟擊時間、純化工藝等對產(chǎn)物的微觀形貌、晶體結(jié)構(gòu)、化學成分及場發(fā)射性能的影響規(guī)律，探討了各工藝條件對產(chǎn)物場發(fā)射性能的影響機理，主要研究內(nèi)容如下：
　　 利用利用化學氣相反應(yīng)法合成了高質(zhì)量N摻雜SiC一維納米材料，通過研究Si-SiO2混合粉料與三聚氰胺的質(zhì)量比對產(chǎn)物的影響，得出最佳質(zhì)量比為1:3，此條件下合成

2、的產(chǎn)物純度高，直徑尺寸均勻，且場發(fā)射性能最好，其開啟電場和閾值電場分別為1.5和3.5 V/μm。分析表明，隨著三聚氰胺加入量增多產(chǎn)物中N含量增多，產(chǎn)物的形貌也隨之變化，產(chǎn)物的場發(fā)射性能受N含量和形貌兩個因素共同影響。
　　 利用等離子體對N摻雜SiC一維納米材料進行轟擊處理，并研究了等離子體處理對產(chǎn)物場發(fā)射性能的影響規(guī)律。通過研究不同等離子體種類、不同的轟擊時間對產(chǎn)物場發(fā)射性能的影響，得出等離子體轟擊可以使N摻雜SiC一維納米

3、材料表面形貌發(fā)生變化，改善產(chǎn)物的場發(fā)射性能。
　　 采取高溫煅燒和氫氟酸酸洗相結(jié)合的方法對化學氣相反應(yīng)法制備的N摻雜SiC一維納米材料進行純化處理，通過研究加熱溫度、保溫時間、氫氟酸溶液濃度和酸洗時間對產(chǎn)物的影響得出最佳純化處理工藝，分析得出產(chǎn)物場發(fā)射性能的改善機理為：純化處理后產(chǎn)物中原有的碳顆粒等雜質(zhì)以及線狀產(chǎn)物表面的SiO2包覆層被去除，產(chǎn)物的場發(fā)射性能得到改善，其開啟電場和閾值電場分別比純化前降低了1.1 V/μm和0.6