O que é cátodo quente?
Um cátodo é o eletrodo de um dispositivo elétrico no qual a corrente elétrica se afasta do dispositivo. Um cátodo quente pode ser um cátodo que é aquecido direta ou indiretamente. O filamento do cátodo é a fonte dos elétrons no caso de um cátodo diretamente aquecido. O filamento é eletricamente isolado do cátodo no caso de um cátodo indiretamente aquecido. Um cátodo quente emite mais elétrons do que um cátodo frio com a mesma área de superfície.
Os primeiros catodos quentes usaram aquecimento direto. Eles eram feitos de tungstênio puro e aquecidos na incandescência branca. Os filamentos posteriores foram cobertos com um material que emite elétrons mais facilmente do que o tungstênio, o que reduz a temperatura operacional de um cátodo quente. Melhorias adicionais nos catodos quentes que usam aquecimento indiretos incluem filamentos feitos de tungstênio sinterizado, ligas de tório-tungstênio e tântalo. Alguns cátodos quentes também têm a forma de espelhos parabólicos.Ao usar a corrente alternada, porque essa configuração produz menos zumbido do que um cátodo que usa aquecimento direto. O filamento em um cátodo quente que usa aquecimento indireto é comumente chamado de aquecedor. O aquecedor é geralmente feito de tungstênio e cercado por um tubo feito de níquel.
Um revestimento de óxido no filamento de um cátodo quente pode reduzir a temperatura operacional do filamento. A primeira opção foi o óxido de bário puro e as formulações posteriores usaram uma mistura de óxido de bário, óxido de cálcio e óxido de estrôncio. Os catodos quentes revestidos com esses compostos têm uma temperatura operacional máxima de 1.832 graus Fahrenheit (1.000 graus Celsius). Eles estão sujeitos a degradação rápida em condições de alta tensão e são mais frequentemente usadas em tubos de vácuo de baixa potência.
catodos quentes que devem lidar com alta corrente geralmente têm revestimentos de hexaboretos, como hexaboreto de cério (CEB6) ou Lanthanum HexaborIDE (LAB6). Outros tipos de hexaboretos comumente usados para revestir os cátodos quentes incluem hexaboreto de bário, hexaboreto de cálcio e hexaboreto de estrôncio. Esses tipos de catodos quentes queimam mais intensamente e têm uma vida útil mais longa do que os cátodos quentes de tungstênio, mas também são mais caros.
Os filamentos que contêm uma pequena quantidade de tório são outra opção para cátodos quentes. O filamento é aquecido à incandescência branca em uma atmosfera contendo hidrocarbonetos, o que faz com que o tório migre para a superfície do filamento. Os filamentos Thoriated podem lidar com alta tensão e ter longa vida útil. A desvantagem primária dos filamentos Thoriated é que o tório é radioativo. As alternativas ao tório em filamentos de cátodo quente incluem cério, lantanum, yttrium e zircônio.