带电的液体或气体以及由带电的液滴与空气的混合物所构成气液两相流,带电的固体颗粒与气体混合所形成的气固两相流都可以视为电流体。电流体在科研领域属学科交叉,有很高的研究价值,在实际生产与生活中也有广泛的应用,如质谱分析,静电喷涂,雾化吸入等。在科学研究和实际应用中,电流体的形成都需要一个能稳定发射带电粒子的“粒子源”。为了产生一个稳定的,无有害辐射的,能量消耗低的带电粒子源,本文开展了一种以Cs₂CO₃为核心的无机低功函带电粒子源的制备与特性研究。主要研究内容有:首先以半经典的方法,从量子力学的角度论述了低功函材料的电子发射机理。因为低功函材料表面具有较低的势垒,只要稍加电压,电子极容易从表面逸出,使用该种材料制成的粒子源具有能耗低、电荷密度大、易于控制等优点;随后,在镀膜前制备了金属电极基片。充分考虑其热稳定性、化学稳定性和导电性后,本文选用纯W、CuW合金和AgW合金三种材料分别制成三种基片。用研磨机对毛坯表面进行处理,对已处理基片的表面粗糙度及其自身特性进行检测,检测发现,基片表面粗糙度可达到50-100nm,满足蒸镀薄膜时的表面要求,且其具有良好的耐腐蚀和抗氧化性。最后在所制备的金属基片上以Cs₂CO₃作为低功函金属Cs源,分别与高稳定性金属Ag和Al以7:4的比例在真空镀膜机上进行混合共蒸。蒸镀完成后,分别进行了镀膜层的特性和各种型号粒子源电子发射能力检测。检测结果表明:10nm厚薄膜表面容易出现坑状结构,薄膜堆积不够均匀、致密;20nm和30nm厚薄膜表面平整度较好,但是只有20nm厚薄膜成分较符合预设成分比例。真空蒸镀CsAg、CsAl合金薄膜后表面功函数与原基片相比明显降低,只有20nm厚薄膜表面功函数值相对稳定,且薄膜具有极强的抗氧化能力。对各个型号的粒子源电子发射能力进行检测发现,20nm厚AgW基片CsAg合金薄膜粒子源发射电子能力最强。