Hva er varm katode?
En katode er elektroden til en elektrisk enhet der den elektriske strømmen strømmer bort fra enheten. En varm katode kan være en katode som varmes direkte eller indirekte. Katodens glødetråd er kilden til elektronene i tilfelle av en direkte oppvarmet katode. Filamentet er elektrisk isolert fra katoden i tilfelle av en indirekte oppvarmet katode. En varm katode avgir flere elektroner enn en kald katode med samme overflateareal.
De første varme katoden brukte direkte oppvarming. De var laget av ren wolfram og oppvarmet til hvit glød. Senere filamenter ble dekket med et materiale som lettere avgir elektroner enn wolfram, noe som reduserer driftstemperaturen til en varm katode. Ytterligere forbedringer av varme katoder som bruker indirekte oppvarming inkluderer filamenter laget av sintret wolfram, thorium-tungstenlegeringer og tantal. Noen varme katoder er også formet som parabolske speil.
varme katoder som bruker indirekte oppvarming har en fordelNår du bruker vekselstrøm, fordi denne konfigurasjonen gir mindre brum enn en katode som bruker direkte oppvarming. Filamentet i en varm katode som bruker indirekte oppvarming kalles ofte varmeapparatet. Varmeapparatet er vanligvis laget av wolfram og omgitt av et rør laget av nikkel.
Et oksidbelegg på en varm katodes glødetråd kan redusere glødetrådens driftstemperatur. Det første valget var rent bariumoksyd, og senere brukte formuleringer en blanding av bariumoksyd, kalsiumoksyd og strontiumoksyd. Varme katoder belagt med disse forbindelsene har en maksimal driftstemperatur på 1 832 grader Fahrenheit (1000 grader Celsius). De er utsatt for rask nedbrytning under høyspenningsforhold, og de brukes ofte i vakuumrør med lav effekt.
varme katoder som må håndtere høye strøm ofte har belegg av hexaborider som cerium hexaboride (CEB6) eller lantanheksaborIDE (Lab6). Andre typer hexaborider som ofte brukes til å belegge varme katoder inkluderer bariumheksaborid, kalsiumheksaborid og strontium hexaborid. Disse typene varme katoder brenner lysere og har lengre levetid enn wolfram varme katoder, men de er også dyrere.
Filamenter som inneholder en liten mengde thorium er et annet alternativ for varme katoder. Filamentet blir oppvarmet til hvit glød i en atmosfære som inneholder hydrokarboner, noe som får thorium til å migrere til glødetrådens overflate. Thorierte filamenter kan håndtere høyspenning og ha lange levetid. Den primære ulempen med todiserte filamenter er at thorium er radioaktivt. Alternativer til thorium i varme katodefilamenter inkluderer cerium, lantanum, yttrium og zirkonium.