浅析电子管的热电子阴极材料及其特性

电子管是利用真空中的自由电子在电场作用下运动的原理所做成的电子器件，所以，电子管中发射电子的阴极就成为电子管的“心脏”部分。电子管中应用最广的为热电子发射阴极，因此必须了解常用阴极的主要性能及其特性。

1 纯钨丝阴极

纯钨丝阴极是电子管中使用最早的一种阴极，由于它具有发射稳定、富有延展性的优点，又不因管内残余气体电离产生的正离子的撞击而降低发射性能，故适用于高板极电压的电子管中。纯钨丝阴极的缺点是它的逸出功（在绝对温度零度时，金属中具有最大速度的自由电子从金属中逸出而必须由外界供给的能量，称为逸出功）大，工作时温度高（2500～2650K），所以发射效率低，需要较大的加热功率，很不经济。因此，除了某些特殊情况外，很少使用。

2 碳化钍钨阴极(钍钨阴极)

21 钍钨阴极的工作原理

钍钨阴极电子管工作时，阴极温度约2000K，在这个温度下，阴极内发生化学反应产生原子态钍：

2W2C+ThO２＝４Ｗ＋Th+2Co↑

产生的一氧化碳被管内的吸气剂吸收，产生的钍原子不断扩散到钨丝表面形成钍原子层，降低了阴极表面的逸出功，加大了放射能力。在2000K的高温下，阴极表面钍原子层不断蒸发又不断从钍钨丝内部得到补充，形成动态平衡，维持恒定的放射能力。

阴极温度若偏高，则化学反应加快，钍原子层加厚，放射能力加大。因反应快，碳化钨消耗快，故电子管寿命缩短。阴极温度若偏低，则化学反应变慢，钍原子层变稀，放射能力下降。

22 钍钨阴极的寿命

钍钨阴极的寿命受以下一些因素的影响：

1)灯丝电压偏高对电子管寿命影响严重。若灯丝电压互感器高于额定值3%，灯丝功率将加大5%，放射能力提高20%，但阴极寿命下降50%。

2)阴极在2000K时的电阻约为在室温时300K电阻的7倍。如果在室温下直接将额定电压加于灯丝，则瞬态电流最大值达额定电流的7倍。这样高的电流产生的电磁力可能把钨丝拉断，造成电子管损坏。

3)在灯丝加热时钨丝先热起来，热量缓缓地传给支架。由于阴极支架的热容量很大，需几分钟才能达到热平衡。温度不均匀产生的较大的热应力会使钍钨阴极变形，造成放射下降甚至栅极碰极。

23 再激活

灯丝电压若长期偏低工作，钍钨丝内化学反应缓慢，生成的钍原子层会很稀。这时即使恢复额定灯丝电压也不能获得应有的放射能力。采用“再激活”措施后能使电子管恢复正常放射能力。

“再激活”是把灯丝电压加大到额定值的106倍(对应功率为额定值的11倍)，连续加热10h，然后恢复到额定灯丝电压。“再激活”处理后的电子管其钨丝表面形成一层稳定的钍原子层，放射能力恢复到正常水平。

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浅析电子管的热电子阴极材料及其特性



慧聪网 2005年2月8日10时4分 信息来源：西部广播电视 网友评论 0 条 进入论坛

24 黑灯丝

电子管加足灯丝电压前30min和发射机停机后10min内，把灯丝电压只加到额定值的20%左右，灯丝温度维持为工作温度的一半左右，呈暗红色，这也可以提高电子管的寿命。这种措施称为黑灯丝，又称暗灯