Карбідовані катоди

Для підвищення стійкості емісії торійованого катода і можливості застосування його при більших анодних напругах виконують карбідування торійованого катода. Цей процес полягає в прожарюванні ще неактивованого катода в атмосфері вуглеводнів, наприклад, у парах бензолу (С₆Н₆) при температурі близько 1600К. При зіткненні молекули бензолу з гарячою поверхнею катода молекула розкладається на водень і вуглець. Останній, осаджуючись на поверхні катода, дифундує у вольфрам, утворюючи карбід вольфраму W₂C. Карбідування припиняють, коли вміст вуглецю у вольфрамі підвищиться до 0,2-0,5%.

Після карбідування виконується активування катода. Активний шар атомів торію розташовується на карбіді вольфраму. Теплота випаровування торію з поверхні карбіду вольфраму більша, ніж з поверхні чистого вольфраму. Тому карбідовані катоди можуть працювати при більш високих температурах, ніж прості торійовані, без руйнування активного шару торію. Швидкість випаровування торію з вольфраму при однакових температурах може зменшуватися до одного порядку. Робоча температура карбідованого катода становить 1950-2000 К. При такій температурі збільшується емісія катода і його ефективність, що досягає в карбідованних катодах значеннь 50-70м/Bт.

Завдяки зазначеній властивості активний шар карбідованого катода є міцнішим, ніж у простих торійованих катодів. Інтенсивне руйнування під дією іонного бомбардування починається з 6-8 кВ анодної напруги.

Недоліком карбідованих ниток є їх крихкість, обумовлена крихкістю карбіду вольфраму і тим, що коефіцієнти розширення карбіду вольфраму та чистого вольфраму неоднакові. Внаслідок цього при нагріванні і охолодженні катода поверхня його покривається тріщинами, що зменшує механічну міцність нитки. Довговічність карбідованих катодів близько 2000 годин.

Крім торійованого вольфраму, для виготовлення карбідованих катодів застосовують іноді торійований молібден. Карбідовані катоди знаходять застосування в генераторних лампах.