Cтраница 3
В результате восстановления окиси бария в узлах кристаллической решетки оксида образуются атомы свободного бария. Барий в этом случае представляет собой до норную примесь, и оксидный слой превращается в полупроводник с электронной проводимостью. Часть атомов свободного бария диффундирует к поверхности и создает там одноатомный слой, который при испарении пополняется за счет диффузии бария да глубины оксидного слоя. [31]
Принято считать, что для обеспечения хорошей эмиссионной способности эмиссионный слой должен содержать определенное количество металлического бария. Концентрация металлического бария в эмиссионном слое очень мала по абсолютной величине, но отклонения ее от оптимальной величины ( в любую сторону) резко изменяют эмиссионные свойства катодов. Уменьшение концентрации свободного бария ухудшает электропроводность эмиссионного слоя и понижает его эмиссионную способность; повышение концентрации свободного бария также ухудшает эмиссионные свойства, так как барий - менее эффективный эмиттер, чем окись бария. [32]
В результате восстановления окиси бария в узлах кристаллической решетки оксида образуются атомы свободного бария. Барий в этом случае представляет собой до норную примесь, и оксидный слой превращается в полупроводник с электронной проводимостью. Часть атомов свободного бария диффундирует к поверхности и создает там одноатомный слой, который при испарении пополняется за счет диффузии бария да глубины оксидного слоя. [33]
Увеличение эмиссии в процессе изготовления катода сопровождается улучшением вакуума и увеличением электропроводности покрытия. Это явление называется активацией. Предполагают, что активация связана с образованием в оксидном слое свободного бария, который может адсорбироваться на поверхности покрытия, а затем испаряться с нее вместе с окисью бария. [34]
Ухудшение эмиссионных свойств оксидного катода может вызываться также разрушением оксидного слоя под действием ионной и электронной бомбардировки. Опасным режимом для оксидного катода является работа при сильном недокале. В этом режиме, во-первых, возникает отравление катода, так как скорость связывания свободного бария кислородом из остаточного газа оказывается значительно больше скорости восстановления бария. Во-вторых, при значительном снижении температуры катода сильно уменьшается проводимость оксидного слоя, в результате чего возрастает мощность, выделяемая в слое проходящим через него током. Так как при недокале сильно проявляется неравномерность эмиссионных свойств по поверхности, то такое выделение мощности локализуется на отдельных наиболее активных участках поверхности и может приводить к местным перегревам и разрушениям слоя. [35]
Принято считать, что для обеспечения хорошей эмиссионной способности эмиссионный слой должен содержать определенное количество металлического бария. Концентрация металлического бария в эмиссионном слое очень мала по абсолютной величине, но отклонения ее от оптимальной величины ( в любую сторону) резко изменяют эмиссионные свойства катодов. Уменьшение концентрации свободного бария ухудшает электропроводность эмиссионного слоя и понижает его эмиссионную способность; повышение концентрации свободного бария также ухудшает эмиссионные свойства, так как барий - менее эффективный эмиттер, чем окись бария. [36]
При нагреве катода без отбора тока эмиссии отсутствует направленное движение электронов и все частицы оксидного покрытия имеют одну и ту же температуру. При токоотборе недоактиви-рованные частицы оксидного покрытия бомбардируются потоком электронов, движущихся через поры в оксидном слое. Это приводит к местным повышениям температуры отдельных участков покрытия, диссоциации окиси бария и более равномерному распределению свободного бария в оксидном слое. При токоотборе с катода находящиеся в нем ионы кислорода под действием электрического-поля переходят из оксидного покрытия на анод. [37]
Хлориды способны совершать круговой цикл: от катода к другим электродам и обратно на катод. Поэтому при наличии в приборе хлористых загрязнений наблюдается постепенное ухудшение электрических параметров, связанное с истощением активного слоя катода, уменьшением запасов в нем свободного бария и появлением утечек и пробоев. Хлорсодержащие и фторсодержащие соединения взаимодействуют как с активированными, так и с неактивированными катодами. [38]
По окончании реакции барий дальнейшим нагреванием держателя таблетки испаряют и осаждают на катоде. По сравнению с применением чистого бария ( например, проволока Ни-ба), термитный способ вследствие высокой температуры реакции обладает тем преимуществом, что все металлические детали электронной лампы можно хорошо обеэгазить отжигом при 900 С, прежде чем образуется свободный барий, Недостатком этого способа является то, что ВаО может в о время обработки поглотить значительное количество воды, вследствие чего выход бария может практически упасть до нуля. [39]
В настоящее время нельзя сказать окончательно, является ли теория Лошеса - Винка правильной или можно найти другое объяснение имеющимся фактам, не связанное с пористостью слоя. В обычных условиях работа выхода покрытия составляет около 1 5 эв. Если мы предположим, что свободный барий находится как внутри покрытия, так и на поверхности, и будем считать, что его содержание на поверхности является оптимальным, то количество бария должно быть меньше, чем нужно для образования полного одноатомного слоя. Наличие свободного бария на поверхности приводит к образованию дипольного слоя, который изменяет работу выхода кристалла и делает ее равной энергии ионизации бария в адсорбированном состоянии. [40]
Понижение напряжения накала способствует так называемому отравлению катода. Вакуум в баллоне трубки никогда не бывает идеальным; всегда в объеме баллона имеются остаточные газы. Они связывают свободный барий и понижают активность катода - отравляют его. Скорость отравления катода резко возрастает по мере понижения напряжения накала, так как в этом случае уменьшается концентрация свободного бария. [41]
Измерения эффекта Холла [11] показывают, что электропроводность покрытия при средней активации имеет электронный характер. Если считать, что в этом случае применима простая модель полупроводника, то число электронов в 1 см3 при 1100 К равно примерно 1013, а подвижность составляет около 1000 смг / в. Если считать, что эта модель применима, и вычислять концентрацию доноров по величине п и наклону кривой In n с помощью формулы ( 25), то получается концентрация порядка 1017 - 1018 атомов в 1 см3, что хорошо согласуется с химическими оценками [12] концентрации свободного бария при средней активации. При отборе тока эмиссии электропроводность покрытия падает и становится дырочной при низких температурах, а температура перехода от дырочной проводимости к электронной увеличивается от 800 до 1050 К-Дырочная электропроводность обусловлена акцепторами, концентрация которых, вероятно, не превышает 1016 атомов в 1 см3; Эти акцепторы разрушаются на воздухе. [42]
В настоящее время нельзя сказать окончательно, является ли теория Лошеса - Винка правильной или можно найти другое объяснение имеющимся фактам, не связанное с пористостью слоя. В обычных условиях работа выхода покрытия составляет около 1 5 эв. Если мы предположим, что свободный барий находится как внутри покрытия, так и на поверхности, и будем считать, что его содержание на поверхности является оптимальным, то количество бария должно быть меньше, чем нужно для образования полного одноатомного слоя. Наличие свободного бария на поверхности приводит к образованию дипольного слоя, который изменяет работу выхода кристалла и делает ее равной энергии ионизации бария в адсорбированном состоянии. [43]
Тренировка катодов состоит из нескольких этапов. На первом этапа производится повторное активирование - интенсивный разогрев путем подачи на подогреватели напряжения, превышающего рабочее. При этом происходит дальнейшее восстановление бария из оксида. Образовавшийся металлический барий диффундирует в оксидном покрытии. Атомы свободного бария как бы распределяются по всей толще покрытия катода. [44]
При работе оксидного катода в приборе существуют одновременно два процесса, имеющие взаимно компенсирующий характер: отравление катода и активирование катода. Отравление связано с уменьшением количества свободного бария в катоде и вызывается, во-первых, испарением бария с катода и, во-вторых, связыванием свободного бария веществами, попадающими на катод с других деталей прибора, в частности кислородом. Возможно отравление катода и при попадании на катод некоторых металлов. Например, золото и медь образуют с барием твердый раствор, что приводит к отравлению катода. Скорость испарения бария с катода зависит от температуры и от концентрации свободного бария в оксиде. [45]