冷陰極X射線(xiàn)管的制備與應(yīng)用.pdf

1、X射線(xiàn)是一種具有獨(dú)特的物理化學(xué)及生物效應(yīng)性質(zhì)的電磁波,其應(yīng)用范圍極廣,例如醫(yī)學(xué)診斷和治療等。所以,X射線(xiàn)管具有很好的開(kāi)發(fā)價(jià)值與應(yīng)用前途。傳統(tǒng)X射線(xiàn)管采用熱陰極,但熱陰極存在體積較大、電子發(fā)射調(diào)制時(shí)間較長(zhǎng)(毫秒級(jí)別)、功耗大等缺陷。針對(duì)熱陰極的這些缺陷,性能優(yōu)良的冷陰極的研究應(yīng)運(yùn)而生。碳納米管(CNTs)具有高電導(dǎo)率、大的長(zhǎng)徑比及管端的高曲率比等特性,是一種優(yōu)良的場(chǎng)發(fā)射材料,被廣泛用作為冷陰極。目前,碳納米管冷陰極X射線(xiàn)管的研究吸引了眾多

2、實(shí)驗(yàn)室的興趣。 本文介紹了X射線(xiàn)的性質(zhì)及X射線(xiàn)管的應(yīng)用,主要研究了冷陰極X射線(xiàn)管的陰極制備、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、封裝、測(cè)試。分別以粉末燒結(jié)法及熱CVD法制備了碳納米管冷陰極,并對(duì)其進(jìn)行了場(chǎng)發(fā)射測(cè)試。粉末燒結(jié)法制備的碳納米管冷陰極具有良好的發(fā)射穩(wěn)定性,但由于發(fā)射電流密度小等原因未被采納?；瘜W(xué)氣相沉積法制備的碳納米管冷陰極具有較大的發(fā)射電流密度(最大發(fā)射電流密度為157mA/cm2)以及易于裝配的優(yōu)勢(shì)而被用作X射線(xiàn)管中的陰極。冷陰極X射線(xiàn)管的

3、封裝采用真空封接工藝,測(cè)試結(jié)果碳納米管冷陰極X射線(xiàn)管是能夠產(chǎn)生X射線(xiàn)的,是可行的。 碳納米管冷陰極X射線(xiàn)源采用二極透射式結(jié)構(gòu),但測(cè)試效果并不理想。碳納米管冷陰極X射線(xiàn)管采用三極反射式結(jié)構(gòu),真空封裝工藝完成對(duì)碳納米管冷陰極X射線(xiàn)管的裝配,并對(duì)X射線(xiàn)管進(jìn)行真空排氣。碳納米管冷陰極X射線(xiàn)的測(cè)試采用直流電源,并在鉛盒中進(jìn)行。測(cè)試結(jié)果顯示本實(shí)驗(yàn)中制備的碳納米管冷陰極X射線(xiàn)管是能夠產(chǎn)生X射線(xiàn)的,陽(yáng)極最大電流為700uA(陰極發(fā)射面積為7mm