Android-приложение для поиска дешевых авиабилетов: play.google.com
Главная -> Термин электронная лампа

0 [1] 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Нити электронных ламп. Нить электронной лампы, обычно, представляет собой проволоку, сделанную из: а) чистого вольфрама, Ь) торированного вольфрама или с) из какого-нибудь металла, покрытого слоем активного материала, вроде щелочно-земельных металлов и их оксидов. Эта проволока натягивается между двумя стойками, которые одновременно служат для подводки тока накала и присоединены к выводам лампы.

Нити из чистого вольфрама. Рабочая температура нитей из чистого вольфрама обычно равна около 2400° К и так как при этой температуре проволока накаливается добела, то лампы с такими нитями называются светлыми лампами. Ввиду того, что на накал торированных нитей и других нитей, покрываемых активным слоем, тратится значительно меньше мощности, вольфрамовые нити в настоящее время почти не употребляются в приемных лампах. Однако, в мощных генераторных лампах, работающих при высоких анодных напряжениях, нитям из чистого вольфрама и сейчас отдают предпочтение, ввиду их большей устойчивости и способности переносить большие случайные перегрузки. Для чистого вольфрама значения А и равны соот-

- и 52400° К. Вычисленная из

ветственно 60,2 ---з-

сл2 X град.-

работа вылета Фо оказалась равной 4,52 в. Здесь полезно вспомнить, что от рабочей температуры нити зависит не только эмиссия на см?, но и полная эмиссия на ватт мощности накала. При температуре в 2400° К электронная эмиссия вольфрама равна 0,12 а/сл-. «Электронная отдача» нити, т. е. сила тока эмиссии на один ватт мощности накала, при обычных рабочих температурах составляет 2 ма\вт.

Торированные вольфрамовые нити. Лэнгмюр и Роджерс показали, что прибавлением к вольфраму 1 или 2 процентов окиси тория (ThOj) и особой термической обработкой нити можно значительно повысить эмиссию катода при данной температуре. Для того, чтобы добиться высокой эмиссии, необходимо проделать следующие две операции: а) накалить нить на одну-две минуты до температуры 2700° К и тогда часть окиси тория перейдет в металлический торий; при такой высокой температуре атомы тория диффундируют через поверхность и быстро испаряются; Ь) затем температуру понижают до 2100-2200° К, так что хотя диффузия все еще будет продолжаться, испарение атомов тория значительно замедлится и торий соберется на поверхности нити в виде поверхностного слоя, толщиной в один атом. Когда образуется такой сплошной

одноатомный слой, нить оказывается «активированной»- она дает максимальную эмиссию. Рабочая температура то-рированной нити составляет около 1900° К, когда скорость испарения и диффузии настолько малы, что практически слой, покрывающий поверхность нити, остается неизменным.

Действие слоя тория заключается, главным образом, в понижении величины Ь, а, следовательно, и Фо в (1.2), в то время как А мало отличается от значения для чистого вольфрама. Ноттингэм нашел, что при электрическом по-

ле, равном нулю, А = 59

а МП

, &„ = 36500° К и Фо

сл2 X град?

= 3,15 в. При рабочей температуре в 1900° К эмиссия хорошо активированной нити составляет около 1,2 ajcM, а электронная. отдача составляет около 40 ма\вт.

Нити, покрытые активным слоем. Впервые применение нитей с химически нанесенным активным слоем для промышленного типа ламп было описано Арнольдом, который описал также и применяемый Western Electric Company метод покрытия платиновых нитей окислами бария и стронция. При описанном Арнольдом методе, нить погружалась попеременно в смесь углекислой соли бария и стронция и в резиновый клей (смолу) и затем нагревалась на мгновение до температуры 1000° К, при которой органическая примесь сгорала. Когда слой полностью покрывал нить, последняя прогревалась в течение двух часов при температуре 1200° К. После этих операций на поверхности платиновой нити оставался довольно толстый слой окислов бария и стронция, а глубже получался слой с примесью платины, причем главной составляющей этого слоя была платиново-кислая соль бария (BaPtOj).

Электронная отдача оксидных нитей еще выше, чем торированных и работают они, обычно, при температуре около 1100° К. Такие нити сейчас широко применяются, причем они, обычно, состоят из металлической проволоки (95% платины п Ъ% никеля), покрытой слоем из окислов стронция и бария с небольшой примесью платины и никеля, которые переносятся в этот слой во время изготовления и активизации нити. Для таких нитей, изготовляемых Western Electric Company, в самое последнее время удалось получить следующие константы эмиссии Л = 1,0Х

X10"ZJjrf37 =1600° к и Фо=:1,0 в. При нормальной рабочей температуре эмиссия равна около 0,2 й/cm а электронная отдача имеет величину порядка 50 Majem.



другой способ изготовления нитей с высокой электронной отдачей заключается в том, что на металлическую проволоку непосредственно наносится металлический барий. Для этой цели на внутреннюю поверхность анода наносят жидкий раствор азида бария (BaNg). Во время откачки анод нагревается токами Фуко высокой частоты и азид, разлагаясь при 152° С, дает барий, оседающий на нити. Сама нить, обычно, делается из вольфрамовой проволоки гальванически покрытой чрезвычайно тонким слоем меди. Слой бария затем оксидируется, будучи нагрет в присутствии кислорода воздуха *.

При другом способе проволока оксидируется до нанесения слоя бария (как и в случае осаждения паров цезия на оксидированный вольфрам, исследованном раньше Кингдо-ном). Этим значительно увеличивается прочность, с которой держится поверхностный слой на проволоке.

Следует отметить два существенных преимущества азид-ного метода: во-первых, оказалось, что в этом случае можно брать чрезвычайно тонкие нити, и, во-вторых, испаряющийся внутри баллона металлический барий соединяется с оставшимися газами и, таким образом, улучшает вакуум в лампе.

Электронная отдача нитей, покрытых слоем бария, составляет величину порядка 80-140 Majem.

Все оксидные нити должны предварительно «формироваться». Это формирование заключается в том, что нить нагревают и заставляют ее отдавать электроны, для чего на анод подают положительное напряжение. Изменения, происходящие во время этого процесса активизации, подтверждают теорию, принятую многими исследователями, что повышенная электронная эмиссия вызывается металлическим барием, а не оксидом. Однако, пока еще не установлено расположен ли одноатомный слой бария на поверхности оксида или на поверхности металлической проволоки.

В лампах с «подогревным катодом», широко применяемых в настоящее время в радиоприемниках, работающих от сети, катодом служит металлический цилиндр, покрытый снаружи слоем оксида. Электрод подогревается до необходимой температуры специальным подогревателем-накаленной проволокой, помещаемой внутри цилиндра. Эта проволока укреплена на стойке, изготовленной из материала, вроде

* Процесс получения оксидной нити нанесением металла на проволоку с последующим окислением был впервые использован Хортоном, который исследовал эмиссию слоя оксида кальция, нанесенного на платиновую проволоку.

огнеупорной глины и имеющей такую форму, что она одновременно служит изолятором между подогревателем и катодом. Достаточная для приемных ламп эмиссия получается при Авт. накала (напр. 1 а при 4 в) от источника постоянного или переменного тока.

Одной из существенных особенностей торированных и всех вообще активированных нитей является отсутствие явления полного насыщения. Ток эмиссии таких нитей, хотя и медленно, но все же неизменно возрастает с повышением анодного напряжения (а следовательно и электрического поля у нити).

Собирающие электроды. Остальные электроды электронной лампы изготовляются из никеля, молибдена или других металлов с достаточно высокой точкой плавления. Анод, обычно, представляет собой круговой или сплющенный цилиндр, окружающий нить; иногда он состоит из двух параллельных плоских пластин, расположенных по обе стороны нити. Сетка, обычно, имеет вид проволочной спирали или сетки, намотанной на цилиндр, осью которого служит нить. Вся система электродов, обычно, укрепляется в центре стеклянного (кварцевого) или металлического баллона на «ножке», через которую проходят все провода, соединяющие электроды с внешними выводами ламп.

Большинство электронных ламп - высоковакуумные, и во время их изготовления как перед откачкой, так и во время откачки применяются различные способы для освобождения электродов и стеклянного баллона от окклюдированных газов. Эти способы применяются даже и в тех лампах, которые потом делаются «мягкими», т. е. содержат в баллоне некоторое количество газа, например гелия.

До сборки лампы все металлические электроды (за исключением нити) нагреваются в вакуумной печи до температуры 13(Ю° К. При этом из металла освобождается значительная часть окклюдированных газов, которые уже не так легко поглощаются снова. После этого все электроды, включая и нить, укрепляются на подводящих проводах, которые уже укреплены в ножке лампы. Затем баллон припаивается к основанию ножки и соединительная трубка, через которую производится откачка лампы, припаивается к насосу. Характер откачивающей установки зависит от типа лампы, но, обычно, если применяется «геттер», то пользуются масляными вращающимися насосами, доводящими давление до 0,001 мм. С другой стороны, если «геттер» не применяется, то откачка производится при помощи диффузионных насосов, которые дают очень высокий вакуум. Во время откачки лампа прогревается



в течение получаса в газовой печи при температуре несколько ниже точки плавления стекла. В лампах без «геттера» анод и сетку нагревают электронной бомбардировкой до высокой температуры. Для этой цели во время откачки лампы нить накаливают до температуры излучения электронов, а на анод и сетку подают высокое положительное напряжение по отношению к нити. Нагрев электродов во время откачки можно произвести и при помощи токов Фуко, для чего лампу помещают в поле катушки, через которую проходит сильный ток высокой частоты. Когда откачка закончена, баллон отпаивают, на лампу надевают цоколь и приделывают внешние зажимы. В случае откачки без «геттера» процесс этим заканчивается, остается лишь операция формирования и искусственного старения нити.

Применение «геттера» заключается в том, что внутри лампы распыляется какое-либо вещество (напр. магний, барий или фосфор), которое либо соединяется с остаточными газами, либо закрепляет их механически на стенках баллона. Если используется магниевый геттер, то магний (в виде 2-х миллиметровой ленты) приваривается точечной сваркой к аноду. Для того, чтобы вызвать испарение магния, лампу помещают р электрическое поле высокой частоты; токами высокой частоты анод накаляется докрасна, в результате чего магний испаряется и поглощает остаточные газы. Этот процесс может происходить либо во время откачки лампы, либо после отпайки ее. Магний оседает на стенках лампы, придает им вид зеркала. Процесс, при котором в качестве «геттера» используется барий, уже упоминался выше.

Искусственное старение нити из чистого вольфрама заключается в том, что лампу заставляют работать в течение 20 минут при нормальных рабочих напряжениях, после чего лампа готова к испытанию. Однако, в случае торированных нитей, на поверхности нити должен быть создан тонкий слой атомов тория, обусловливающий большую эмиссию, для чего нить подвергается специальной обработке, которая уже была описана выше. С течением времени этот слой исчезает, вследствие чего происходит падение эмиссии; но так как в нити всегда остается достаточное количество тория, то процесс активизации можно повторить. Формирование нитей с нанесенным активным слоем во многих отношениях аналогично активизации тори-рованной нити, с той только разницей, что здесь не требуется начального мгновенного прогрева до высокой температуры. Процесс искусственного старения для обоих

типов нитей тот же, что и для нитей из чистого вольфрама.

Окончательное заводское испытание ламп состоит из двух частей. Прежде всего определяется степень пустот-ности испытанием на обратный (ионный) ток. На анод подают положительное напряжение (напр. 100 в), а на сетку небольшое отрицательное напряжение (-2 в). Если в лампе имеется заметное количество газа, то в результате столкновений между летящими электронами и молекулами газа образуются положительные ионы, притягиваемые отрицательной сеткой; тогда можно обнаружить положительный ионный ток сетки. Для приемных ламп при упомянутых выше напряжениях этот ток должен быть меньше 0,5 микроампера. После этого проверяют эмиссию, причем в случае нитей из чистого вольфрама анод соединяется с сеткой и на них подают общее напряжение (-J-30 в для приемных ламп). Эмиссия оксидных ламп проверяется при обычных рабочих напряжениях на электродах ламп.



0 [1] 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14



0.0214
Яндекс.Метрика