Цю сторінку вичитана
катодів лежить в межах від 2 200 до 2 500 ° С. Для того щоб підтримувати температуру катода, необхідно витрачати енергію на загострення його; найбільшу кількість міліампер емісій, яке може бути отримано на кожен витрачений ват розжарення при даній робочій температурі катода, так звана «питома емісія», є для даного катода характерною величиною, що визначає економічність катода.
Для вольфраму ця величина в зазначених межах температур коливається від 4 до 20 мА / W; зазвичай вона приймається рівною 7-8 мА / W при довговічності в цьому випадку близько 1 000 годин. При позитивній роботі вольфрамовий катод крім випаровування зазнає також перекристаллизацию, т. Е. Зростання великих кристалів, що знищує первинну волокнисту структуру дроту, а разом з нею і механічну міцність; вольфрам внаслідок цього стає крихким.
Основна перевага вольфрамового катода полягає у великій стійкості емісії, а головним недоліком - мала величина питомої емісії (т. Е. Числа мА емісії на ват розжарення) при температурах, які гарантують достатню довговічність катода, т. Е. Його мала економічність, що, звичайно, має величезне значення при харчуванні напруження від акумуляторів і батарей.
активація катода
Як вже було сказано, другий можливістю підвищення повної емісії з одиниці поверхні катода, т. Е. Питомої емісії, є зменшення величини в. іншими словами, зменшення роботи виходу електрона з поверхні катода. При цьому, якщо досягти значного зниження в. робоча температура катода може бути знижена, але, з іншого боку, зросте значення одержуваних mА емісії на що витрачаються ват розжарення, т. е. зросте економічність катода. Крім того зниження робочої температури зробить благотворний вплив та довговічність катода. Ці міркування н змушують техніків прагнути до зниження роботи виходу, т. Е. До активування катодів.
торійований вольфрам
Вивчаючи емісію вольфрамових ниток, американський вчений Лангмюр зауважив, що з ниток, які містили окис торію (додану для уповільнення перекристалізації), вдавалося при деяких умовах отримувати емісію у багато разів більшу, ніж з чистого вольфраму. Подальші дослідження в цій області показали повну можливість застосування торійованого вольфраму в якості матеріалу для катодів з робочою температурою набагато нижчою, ніж у чистого вольфраму.
В даний час процеси в торійованого катоді представляються відбуваються наступним чином.
Торійований вольфрам містить між кристалами металевого вольфраму частки окису торію (ThO2). При прожарюванні вольфраму вище 2 300-2 400 ° С окис торію частково розкладається, даючи металевий торій; при нижчих температурах цей процес не відбувається. Металевий торій НЕ сплавляється з вольфрамом, а може перебувати лише на поверхні кристаликів його і між ними. При досить високій температурі (1 700-1 800 ° С) атоми торію, що утворився всередині нитки, будуть дифундувати (просасивается) між кристалами вольфраму і потрапляти на поверхню, де і розташуються шаром на поверхні кристалів вольфраму. Цілий ряд міркувань говорить про те, що при цих умовах на поверхні нитки утворюється шар торію але лише в 1 атом товщиною. При температурах нижчих, ніж 1 650-1 700 ° С, дифузія торію майже припиняється. Нижче 1 700 ° С шар торію на вольфрамі досить стійкий (не випаровується). Робоча температура торійованого вольфраму лежить в межах 1 600-1 700 ° С; при цих температурах чистий металевий торій у вигляді дроту знаходиться вже поблизу своєї точки плавлення і швидко випаровується. Якщо температуру торійованого нитки підняти вище 2 000 ° С, то починається сильне випаровування торію з поверхні, яке не може бути відразу відновлено дифузією.
Зазвичай в торійованого нитки вже міститься деякий відсоток металевого торію. Для отримання активного катода потрібно цей торій змусить дифундувати на поверхню, для цього і служить операція так зв. тренування ламп, яка полягає в тому, що нитка перегартовувати протягом невеликого часу (1 / 2-1 ч.) при температурі трохи вище робочої.
Операція активування втратили емісію ламп, добре відома радіоаматорам, полягає в тому, що нитки дається сильний перегрів, під час якого може відновитися з окису нове кількість металевого торію і через деякий час нитка стане знову активною.
Так як випромінювання електронів в торійованого катоді відбувається також з металевої поверхні, то емісія його повинна підкорятися рівняння Річардсона. Це дійсно спостерігається, з тією лише різницею, що А і в виявляються залежними від ступеня покриття поверхні вольфраму торием, в виявляється най-
