Τι είναι η καυτή κάθοδο;

Μια κάθοδος είναι το ηλεκτρόδιο μιας ηλεκτρικής συσκευής στην οποία το ηλεκτρικό ρεύμα ρέει μακριά από τη συσκευή.Μια καυτή κάθοδος μπορεί να είναι μια κάθοδος που θερμαίνεται άμεσα ή έμμεσα.Το νήμα της καθόδου είναι η πηγή των ηλεκτρονίων στην περίπτωση μιας άμεσης θερμαινόμενης καθόδου.Το νήμα είναι ηλεκτρικά μονωμένο από την κάθοδο στην περίπτωση μιας έμμεσης θερμαινόμενης καθόδου.Μια καυτή κάθοδος εκπέμπει περισσότερα ηλεκτρόνια από μια κρύα κάθοδο με την ίδια επιφάνεια.

Οι πρώτοι καυτοί κάθοδοι χρησιμοποίησαν άμεση θέρμανση.Κατασκευάστηκαν από καθαρή βολφραμική και θερμάνθηκαν σε λευκό πυρακτώνα.Τα μεταγενέστερα νημάτια καλύφθηκαν με ένα υλικό που εκπέμπει ηλεκτρόνια πιο εύκολα από το βολφράμιο, το οποίο μειώνει τη θερμοκρασία λειτουργίας μιας καυτής καθόδου.Περαιτέρω βελτιώσεις σε καυτές κάθοδοι που χρησιμοποιούν έμμεση θέρμανση περιλαμβάνουν νημάτια που κατασκευάζονται από το Sintered Tungsten, τα κράματα και τα ταντάλου.Ορισμένες καυτές κάθοδοι διαμορφώνονται επίσης σαν παραβολικούς καθρέφτες.

Οι καυτές κάθοδοι που χρησιμοποιούν έμμεση θέρμανση έχουν ένα πλεονέκτημα όταν χρησιμοποιούν εναλλασσόμενο ρεύμα, επειδή αυτή η διαμόρφωση παράγει λιγότερο βουητό από μια κάθοδο που χρησιμοποιεί άμεση θέρμανση.Το νήμα σε μια καυτή κάθοδο που χρησιμοποιεί έμμεση θέρμανση ονομάζεται συνήθως ο θερμαντήρας.Ο θερμαντήρας είναι συνήθως κατασκευασμένος από βολφράμιο και περιβάλλεται από σωλήνα από νικέλιο.Η πρώτη επιλογή ήταν καθαρό οξείδιο του βαρίου και αργότερα τα σκευάσματα χρησιμοποίησαν ένα μείγμα οξειδίου του βαρίου, οξειδίου του ασβεστίου και οξειδίου στροντίου.Οι καυτές κάθοδοι επικαλυμμένες με αυτές τις ενώσεις έχουν μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας 1.832 βαθμών Φαρενάιτ (1.000 βαθμοί Κελσίου).Υποβάλλονται σε ταχεία αποικοδόμηση σε συνθήκες υψηλής τάσης και χρησιμοποιούνται συχνότερα σε σωλήνες κενού χαμηλής ισχύος. Οι καυτές καθόδους που πρέπει να χειρίζονται υψηλό ρεύμα συνήθως επικαλύψεις των εξαβοειδών όπως το εξοϊίδιο δημητριακού (CEB6) ή το εξάβεριο του λανθάνου (Lab6).Άλλοι τύποι εξαβοειδών που χρησιμοποιούνται συνήθως για την επικάλυψη των καυτών καθόδων περιλαμβάνουν εξαβορίδη βαρίου, εξαβορίδιο ασβεστίου και εξαβορίδιο στροντίου.Αυτοί οι τύποι καυτών καθόδων καίγονται πιο έντονα και έχουν μεγαλύτερες ζωές από τις καυτές κάθοδοι του βολφραμίου, αλλά είναι επίσης πιο ακριβά.

Τα νήματα που περιέχουν μια μικρή ποσότητα θορίου είναι μια άλλη επιλογή για καυτές καθόδους.Το νήμα θερμαίνεται σε λευκή πυρακτώνα σε μια ατμόσφαιρα που περιέχει υδρογονανθράκους, γεγονός που προκαλεί τη μεταναστευτική του θορίου στην επιφάνεια του νήματος.Τα θωρακικά νήματα μπορούν να χειριστούν υψηλή τάση και να έχουν μακρές διάρκεια ζωής.Το κύριο μειονέκτημα των θωρακικών νηματίων είναι ότι το θόριο είναι ραδιενεργό.Οι εναλλακτικές λύσεις για το θόριο σε θερμά κάθια περιλαμβάνουν δημητριακά, λανθάνιο, yttrium και ζιρκόνιο.