1. 研究目的与意义（文献综述）

自碳纳米管（Carbon nanotube,CNT）被发现以来其作为一种新型材料一直被广泛地关注、研究和应用。CNT是由纯碳构成的细管状物，由碳－碳共价键结合而成，径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级，是一种理想的一维材料。由于其独特的结构，碳纳米管具备优异的性能，它的导电性好，机械强度高（其强度为钢的100~1000倍），化学性质稳定，兼具金属性和半导体性，具有管径小、长径比高的特点，很高的长径比可获得很大的场增强因子，并且其本身的功函数不大，导带电子具有较小的电子亲和势。由于其场发射开启场强很低，易于实现场致发射，CNT被认为是目前最有前途的场发射冷阴极材料之一。在民用领域，CNT可以用来制作场发射平板显示器，在军用领域，可以制作飞机的数字仪表面板、宇宙飞船、空间工作站上的各种数字、图像显示面板系统，直升机驾驶员用头盔式瞄准具和坦克、自动火炮等的瞄准与显示系统。

目前制备碳纳米管器件的主要方法有：化学气相沉积法、电泳沉积法、丝网印刷法，其中最常用方法为化学气相沉积法（CVD），即在500-1000℃高温下，使用催化剂催化裂解碳源气体来得到CNT。CVD法具有生长温度较低、实验条件容易控制、产量大等优点，但是，在催化合成过程中,对碳纳米管的结构(管径、管长、壁厚、管表面石墨碳的结晶度等)不能做到任意调节和控制，碳纳米管与基体的粘结不够牢固，生长的CNT会出现团聚现象，而且其得到的碳纳米管的定向性不够，最重要的是由于利用CVD法生长得到的碳纳米管与反应时的温度、碳源气体流量等条件密切相关，很难做到在大面积的衬底上生长的碳纳米管的长度和均匀性较一致，所以CVD法不适用于制备大面积的碳纳米管冷阴极。

相比而言利用丝网印刷法制备碳纳米管冷阴极样品具有平台搭建简单、生产成本低、制备薄膜面积大、适合大规模制备等优点。丝网印刷法制备的碳纳米管冷阴极样品的一个重要的用途是用于制作大尺寸的显示器。但是在前人的研究中发现，将碳纳米管丝印在陶瓷表面，烧结时会出现开裂、上浮等问题，以及碳纳米管在陶瓷表面分散的均匀性问题，这正是本课题需要解决的。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

使用碳纳米管、玻璃粉与有机粘结剂按一定比例混合制作浆料，测试浆料的粘度，选择出合适的比例，然后用丝网印刷的方法在陶瓷板表面制备场发射器件，对器件做结构表征和性能测试，着重解决碳纳米管与陶瓷的相容性与分散性问题。

2.2 研究目标

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成文献翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定实验方案，并完成开题报告。

第4－8周：按照设计的方案，测试各种不同的成分比例对于浆料性能的影响，选择最优比制作浆料；

第9－12周：进行丝网印刷，将浆料印刷在陶瓷板表面，烧结，研究解决在烧结过程中可能出现的开裂、上浮等问题；制作好器件，测试其各项指标性能，与使用cvd得到的器件做对比。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]hébert c, ruffinatto s, eon d, et al. acomposite material made of carbon nanotubes partially embedded in ananocrystalline diamond film[j]. carbon, 2013, 52(2):408-417.

[2]dillon f c, moghal j, koós a, et al. ceramic composites from mesoporoussilica coated multi-wall carbonnanotubes[j]. microporousamp;mesoporousmaterials, 2015, 217:159-166.

[3]varshney d, weiner b r, morell g. growth and field emission study of amonolithic carbon nanotube/diamond composite[j].carbon,2010, 8(12):3353-3358.