氧負離子存儲-發(fā)射材料發(fā)射性能的改善制備及其性能研究.pdf

1、氧負離子是作為一種單價電荷負離子，在大氣環(huán)境學(xué)、質(zhì)譜學(xué)、材料表面改性、有機合成和生物化學(xué)技術(shù)等方面有著非常重要的價值和廣泛的應(yīng)用。本文通過摻雜、浸漬等方法，成功地改善了氧負離子存儲-發(fā)射材料12CaO·7Al2O3的發(fā)射特性；我們詳細探討了該材料負離子的存儲發(fā)射特性，同時，還研究了該材料在摻雜或浸漬后的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以及存儲特性；對C12A7–O-材料的負離子存儲-發(fā)射機理進行了分析。主要的研究結(jié)果如下：
　　 1)首先，我們對摻雜

2、有氧化銫（Cs2O）的12CaO·7Al2O3（C12A7）負離子存儲發(fā)射材料進行了研究；探討了其發(fā)射特性，離子發(fā)射分支比以及溫度對發(fā)射強度的影響等方面，同時還對該材料的X射線衍射和電子順磁共振等表征結(jié)果進行了分析。將實驗和表征結(jié)果與未摻雜的C12A7進行對比后發(fā)現(xiàn)，C12A7中Cs2O的摻入不僅降低了發(fā)射溫度，同時還增強了發(fā)射強度。摻雜Cs2O后，在800V/cm的引出場下，發(fā)射溫度由570oC 降低至500oC，與此同時，在800V

3、/cm的引出場和700oC 時，發(fā)射強度由0.23μA/cm2 增強到0.54μA/cm2，低溫區(qū)(<550oC)氧負離子O-的發(fā)射純度接近100％。
　　 2)為了進一步改善C12A7的發(fā)射特性，我們利用潮濕浸漬法將碘化銫（CsI）摻雜至12CaO·7Al2O3（C12A7）型負離子存儲發(fā)射材料的表面并對其的結(jié)構(gòu)與存儲特性進行了場發(fā)射掃描電鏡、透射電子顯微鏡、X射線衍射以及電子順磁共振的表征；
　　 與此同時還對該材料

4、的發(fā)射特性、離子發(fā)射分支比以及溫度對發(fā)射強度的影響等方面進行了研究和分析。場發(fā)射掃描電鏡以及透射電子顯微鏡的結(jié)果均證實CsI沉積在了C12A7的表面；X射線衍射證明C12A7的結(jié)構(gòu)并沒有被破壞；電子順磁共振譜說明了浸漬后C12A7中的O–和O2–濃度也無明顯變化。將實驗和表征結(jié)果與未摻雜的C12A7進行對比后發(fā)現(xiàn)，C12A7表面上CsI的摻入很大程度上改善了該材料的發(fā)射特性。摻雜CsI后，在800V/cm的引出場下，發(fā)射溫度由570oC