电喷雾发射极超润湿性ZnO纳米线覆层的电沉积制备工艺

摘要

为提高电喷雾发射极的离子液传输效率，使用电沉积方法在发射极微锥阵列结构表面制备ZnO纳米线覆层形成多维复合结构，以改善其润湿性能。首先，通过电化学测试扫描了ZnO沉积过程中的线性伏安曲线，寻找合适的沉积电位范围；然后，通过单因素试验研究了沉积电位和沉积时间对ZnO形貌的影响，并分析了六亚甲基四胺(hexamethylenetetramine, HMT)对ZnO纳米线形貌的调控作用。结果表明：当沉积电位为-2 V、沉积时间为3 h时，可获得良好的六方纤锌矿晶体结构ZnO纳米线；前驱溶液中六水合硝酸锌与HMT物质的量比为0.006 25∶0.003 125时，HMT可显著抑制ZnO纳米线非极性面的生长。使用上述工艺参数制备出的ZnO纳米线覆层与1-乙基-3甲基咪唑四氟硼酸盐(1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate, EMI-BF4)离子液体接触时所形成的接触角接近0°,能有效提高电喷雾发射极表面的离子液体润湿性。ZnO纳米线覆层的电沉积制备工艺可为离子液体电喷雾推力器的设计与改进提供重要的参考。

关键词

特种加工工艺 / 离子液体电喷雾推力器 / 发射极 / 超润湿 / ZnO纳米线 / 电沉积