丝网印刷法制备多壁碳纳米管薄膜及其形貌表征

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)，薄膜表而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。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章文献综述

1.1纳米荧光粉简介

1.2纳米荧光粉的制备方法

1.2.1化学气相沉积法

1.2.2水热合成法

1.2.3化学沉淀法

1.2.4溶胶-凝胶法

1.2.5高温固相反应法

1.2.6喷雾法

1.2.7微乳液法

1.3纳米荧光粉的表征方法

1.3.1扫描电子显微镜(SEM)

1.3.2透射电子显微镜(TEM)

1.3.3 X射线衍射(XRD)

1.3.4吸收光谱

1.3.5发射光谱

1.4纳米荧光粉的应用

1.5场发射显示器(FED)和FED用荧光粉简介

1.6碳纳米管(CNT)及其阵列简介

1.7碳纳米管场发射显示器件(CNT-FED)简介

1.7.1碳纳米管(CNT)场发射阴极制备方法

1.7.2碳纳米管(CNT)场发射阴极存在的问题

1.7.3碳纳米管场发射显示器件(CNT-FED)的主要结构

1.8本课题主要研究内容及意义

第二章实验

2.1实验试剂

2.2实验仪器

2.3实验内容

2.3.1丝网印刷制备多壁碳纳米管薄膜

2.3.2产物表征

第三章丝网印刷制备多壁碳纳米管薄膜的结果与讨论

3.1研磨时间的影响

3.1.1研磨时间对MWCNTs形貌的影响

3.1.2研磨时间对丝网印刷制备的MWCNTs薄膜形貌的影响

3.2丝网目数对MWCNTs薄膜形貌的影响

3.3制浆剂对MWCNTs薄膜形貌的影响

3.4本章小结

第四章激光照射多壁碳纳米管薄膜的结果与讨论

4.1不同脉冲激光能最的激光照射对MWCNTs薄膜形貌的影响

4.2激光扫描照射对MWCNTs薄膜形貌的影响

4.3本章小结

第五章结论

参考文献

参加科研工作情况

附录 论文中符号的英文简写与全称对照及中文名称

致谢