3.1.2. Требования к термоэлектрическим катодам

Требования к термоэлектронному катоду просты: поставлять (эмиттировать) в лампу необходимое для ее работы количество электронов и, по возможности, ничего лишнего. Однако раз он нагрет, значит — испаряется, а следовательно, загрязняет лампу и вызывает появление тока утечки по изоляторам. Что будет, когда он испарится весь? Конечно, испаряться он переста­нет, но ведь и эмиттировать электроны станет некому. Поэтому катод должен эмиттировать при сравнительно низкой темпе­ратуре, чтобы иметь малую скорость испарения и, следователь­но, большой срок службы.

В качестве термоэлектронных эмиттеров пытались при­менять много разных веществ. Сейчас большинство термоэмит­теров выполнено на основе окислов щелочноземельных метал­лов — Ва, Sr, Са. Окислы эти на воздухе неустойчивы — взаимо­действуют с Н₂0 и С0₂, поэтому катод делают из карбона­тов (ВаСО_э и т. д.), и при первом его нагреве уже в лампе карбонаты разлагаются до окислов, выделяя С0₂. Вот вакуум­ная техника и потребовалась — С0₂ надо откачивать, да так, чтобы детали лампы не окислились! Иначе потом окислы эти будут разлагаться в уже работающем приборе, выделять кислород и — это забавный, но общепринятый термин — «от­равлять» катод. Дело в том, что окись, в которой число атомов металла точно равно числу атомов кислорода, плохо эмиттирует электроны. Для того чтобы окись стала хорошим эмитте­ром, надо, чтобы в ней был маленький (около 0,1%) избыток атомов металла. Откуда он берется? При нагрлве окисла в вакууме испаряется и металл, и кислород, но поскольку кисло­рода испаряется немного больше, в окисле накапливается избыточный металл, и эмиссия возрастает. Однако если среди остаточных газов в лампе есть кислород или углекислый газ, они окисляют этот избыточный металл, и катод — а вместе с ним прибор — выходят из строя. Вот зачем еще нужен высокий вакуум в электровакуумных приборах.