碳納米管與金屬的超聲波納米焊接研究.pdf

1、碳納米管由于其優(yōu)異的電子特性、高的長徑比、良好的化學(xué)穩(wěn)定性以及極小的尖端曲率半徑使其成為納電子器件中作為納米連接的最佳候選人，在納電子器件方面有重要的應(yīng)用價(jià)值。碳納米管與金屬之間的電接觸是制備碳納米管器件的關(guān)鍵問題之一，已有的電子束焊接及高溫退火等方法，雖然可以在一定程度上降低碳納米管與金屬的接觸電阻，但存在操作復(fù)雜、效率低等缺點(diǎn)。本論文對大面積、規(guī)?；囊痪S碳納米管材料與金屬鋁的超聲納米焊接技術(shù)進(jìn)行了研究。
　　焊接實(shí)驗(yàn)前提是碳

2、納米管在鋁基底上均勻沉積薄膜。首先對碳納米管進(jìn)行提純，通過氧氣氧化、分散劑分散、酸化處理等工藝，有效的去除了催化劑、無定型等碳顆粒，得到了90％純度的碳納米管。再將通過電泳沉積的方法制備在鋁基底上均勻沉積一層致密的碳納米管薄膜，并對不同電泳電壓、電泳時(shí)間以及硝酸鎂添加量下碳納米管薄膜的形貌進(jìn)行了分析和討論。得到了最佳電泳沉積參數(shù)。超聲波焊實(shí)驗(yàn)中，對焊接參數(shù)（超聲功率、焊接壓力和時(shí)間）進(jìn)行了分析和討論。確定了最佳的焊接條件范圍，提高了碳納

3、米管與基底的連接強(qiáng)度，改善了接觸性能。
　　超聲納米焊接技術(shù)在碳納米管場發(fā)射陰極納電子器件方面的應(yīng)用表明，電泳沉積的到的碳納米管薄膜與基底接觸性能不良導(dǎo)致場發(fā)射性能不穩(wěn)定等情況都有有效的改善。超聲波納米焊接改善了碳納米管與金屬基底的接觸性能，使碳納米管能更有效的發(fā)射電子，場發(fā)射陰極的開啟電壓大大減小，發(fā)射電流密度增大，電流穩(wěn)定性提高。對不同焊接條件下的樣品進(jìn)行了場發(fā)射性能測試，這將為大規(guī)模制備碳納米管場發(fā)射陰極提供了基礎(chǔ)。研究結(jié)果