Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Vak_plazm_el-ka.doc
Скачиваний:
136
Добавлен:
14.11.2019
Размер:
32.93 Mб
Скачать

1.3. Термоэлектронные катоды.

Основными параметрами термоэлектронных эмиттеров (катодов) являются:

1.Работа выхода электронов из материала катода-А, эВ.

2. Удельный ток эмиссии:

iэ=Iэ /Sк, [А/см2], (22.2)

где Iэ-ток эмиссии, S-излучающая поверхность катода.

3. Удельная мощность накала:

рнн/Sк, [Вт/cм2], (23.2)

показывает мощность накала приходящуюся на 1 см2 излучающей поверхности катода,:

4. Рабочая (номинальная) температура: Тк, К.

5. Экономичность (эффективность) катода:

Н=Iэ/Pн=j/pн [мА/Вт], (24.2)

показывает, какой ток эмиссии можно получить от катода на каждый ватт мощности, затраченной на его разогрев,

6. Долговечность катода (Д) - время в (часах), в течение которого экономичность сохраняет значение до 80% от номинального значения при нормальных условиях эксплуатации.

Термоэлектронные катоды принято классифицировать: а) по материалу; б) состоянию микроструктуры эмитирующей поверхности; и в) способу нагрева в период эксплуатации.

По материалу термоэлектронные катоды разделяют на две подгруппы: 1) чисто металлические изготовленные из тугоплавких металлов; и 2) пленочные катоды, у которых на поверхность основного металла (керна) нанесен моноатомный слой электроположительного вещества. К данной подгруппе относят и оксидные (полупроводниковые) катоды. Но у таких катодов (в отличие от пленочных) на поверхность керна наносят не моноатомную пленку, а толстый слой полупроводникового эмиссионно-активного вещества.

1.1.3. Металлические катоды.

Наиболее распространенные среди металлических – это катоды из вольфрама. Вольфрам обладает высокой температурой плавления (≥ 3600 К) и достаточно хорошо поддается ковке и волочению. Из вольфрама изготавливают проволоки с диаметрами от сотых долей миллиметра до 2-3 мм. Его рабочая температура колеблется, в среднем, от 2400 до 2700 К. При более высокой температуре срок службы катода сокращается, так как происходит интенсивное испарение вольфрама. Однако благодаря высокой температуре вольфрамового катода на нем мало что сорбируется, а то, что сорбируется, и образует с вольфрамом соединения, например, кислород, в большинстве случаев испаряется. Поэтому вольфрамовый катод известен как наименее чувствительный к условиям эксплуатации.

Основной недостаток вольфрама – низкая технологичность. Его очень трудно обрабатывать резанием, он очень хрупкий, особенно после нагрева. Вольфрамовая проволока поликристаллична, что вызывает неравномерность эмиссии с различных участков её поверхности. Эмиссионный пучок электронов с поликристаллической проволоки достаточно трудно сфокусировать. Попытки получения монокристаллической проволоки проводились, однако не привели к положительным результатам. Поэтому в настоящее время вольфрамовые катоды применяются только в мощных генераторных лампах, работающих при высоких напряжениях на аноде (≥ 5 кВ), в рентгеновских трубках, электронных микроскопах, электронно-лучевых технологических установках.

Повышение технологических свойств вольфрама возможно за счет освоения новых методов его очистки от примесей (получение особо чистого вольфрама), либо за счет дополнительного введения примесей (легирование 5%, либо 20% рения – сплавы ВР-5 и ВР-20). По эмиссионным свойствам эти сплавы практически аналогичны вольфраму, но значительно технологичнее и имеют более высокое электросопротивление. Из других чистых тугоплавких металлов и сплавов на их основе применяют только тантал и рений. Технологичность рения также низка, как и вольфрама, однако, он лучше поддается точечной сварке. Применение тантала в основном связано с тем, что при изготовлении из него плоских катодов и тонких пластин меньше проблем, чем из вольфрама.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]