Was ist heiße Kathode?

Eine Kathode ist die Elektrode eines elektrischen Geräts, bei dem der elektrische Strom vom Gerät wegfließt.Eine heiße Kathode kann eine Kathode sein, die direkt oder indirekt erhitzt wird.Das Filament der Kathode ist die Quelle der Elektronen bei einer direkt beheizten Kathode.Das Filament ist bei einer indirekt erhitzten Kathode elektrisch von der Kathode isoliert.Eine heiße Kathode emittiert mehr Elektronen als eine kalte Kathode mit derselben Oberfläche.

Die ersten heißen Kathoden verwendeten direkte Erhitzen.Sie bestanden aus reinem Wolfram und auf weiße Glühlampe erhitzt.Spätere Filamente wurden mit einem Material bedeckt, das Elektronen leichter ausstrahlt als Wolfram, wodurch die Betriebstemperatur einer heißen Kathode reduziert wird.Weitere Verbesserungen an heißen Kathoden, die indirekte Erwärmung verwenden, umfassen Filamente aus gesinterten Wolfram, Thorium-Tungsten-Legierungen und Tantal.Einige heiße Kathoden sind auch wie parabolische Spiegel geformt.

Heiße Kathoden, die indirekte Heizung verwenden, haben einen Vorteil bei der Verwendung von Wechselstrom, da diese Konfiguration weniger Summen erzeugt als eine Kathode, die direkte Heizung verwendet.Das Filament in einer heißen Kathode, die indirekte Erwärmung verwendet, wird allgemein als Heizung bezeichnet.Die Heizung besteht normalerweise aus Wolfram und von einem Röhrchen aus Nickel umgeben.

Eine Oxidbeschichtung auf dem Filament einer heißen Kathode kann die Betriebstemperatur des Filaments verringern.Die erste Wahl war reines Bariumoxid, und spätere Formulierungen verwendeten eine Mischung aus Bariumoxid, Calciumoxid und Strontiumoxid.Mit diesen Verbindungen beschichtete heiße Kathoden haben eine maximale Betriebstemperatur von 1.832 Grad Fahrenheit (1.000 Grad Celsius).Sie unterliegen einem schnellen Abbau der Hochspannungsbedingungen und werden am häufigsten in Vakuumröhrchen mit geringer Leistung verwendet.).Andere Arten von Hexaboriden, die üblicherweise verwendet werden, um heiße Kathoden zu beschichten, sind Bariumhexaborid, Calciumhexaborid und Strontiumhexaborid.Diese Art von heißen Kathoden brennen heller und haben längere Lebensdauer als Wolfram -Kathodes, aber sie sind auch teurer.

Filamente, die eine kleine Menge Thorium enthalten, sind eine weitere Option für heiße Kathoden.Das Filament wird in einer Atmosphäre mit Kohlenwasserstoffen erhitzt, wodurch das Thorium zur Oberfläche des Filaments wandert.Thoriated -Filamente können mit hoher Spannung umgehen und lange Lebensdauer haben.Der Hauptnachteil von Thoriated -Filamenten besteht darin, dass Thorium radioaktiv ist.Alternativen zu Thorium in heißen Kathodenfilamenten umfassen Cerium, Lanthan, Yttrium und Zirkonium.