碳纳米管(CNT)由于具有非常高的长径比、机械强度和化学稳定性,被视为理想的场致发射电子材料。本研究采取阳极化工艺使用热化学气相沉积设备(CVD)在不锈钢基底上直接制备碳纳米管,并研究采取该项工艺制备的碳纳米管在形貌、附着、场发射的特性,并研究该MWNT阴极在电离真空计方面应用。为了研究阳极化技术制备碳纳米管的形貌、附着、场发射特点,本研究中对比了四种不同处理过程制备的碳纳米管,对碳纳米管的形貌、附着力、场发射实验数据进行对比分析,对比研究表明基于阳极化工艺制备的碳纳米管碳管与基底的结合力更强,场发射性能更优秀更稳定,尤其在高密度电流发射应用方面有着明显的优势。本工作还研究了碳纳米管阴极取代传统热阴极在分离规电离真空计方面的应用。碳纳米管阴极材料采取基于阳极化技术的CVD法制备,材料基底材质为304不锈钢。经制备的碳纳米管阴极具有开启电场低,发射电流稳定的优点。并设计了适合碳纳米管阴极电离规的纯机械组装电子源结构,经设计的碳纳米管阴极电离真空计在10-11至10-6 Torr压力范围内具有优秀的线性测量性能,测量下限是目前报道的最好水平。研究中引入了调制电极,对从电子源发射出来的电子进行能量调制,并系统的研究了阴极发射出的电子能量对碳纳米管阴极电离真空计灵敏系数影响。本工作所设计的碳纳米管阴极电离真空计性能优秀,得益于阳极化技术制备的碳纳米管性能优越,以及本工作所设计的碳纳米管电子源具有优秀的真空性能。