катод радиолампы. НУЖЕН СОВЕТ!

[Сергей0209]

     Приветствую всех! Нужна помощь.

     Можете объяснить с точки зрения химии какие процессы происходят на катоде радиолампы в процессе эксплуатации? На интересующей радилампе по данным завода установлен вольфрамовый торированный карбидированный катод. Что это значит? Как я понимаю, вольфрам - основной материал с большим удельным сопротивлением и предназначен для разогрева катода. Тогда поверхность катода покрыта торием и карбидом? Или катод это сплав вольфрама, тория и карбида? Торий применяется для повышения эмиссионных свойств катода. А для чего нужен карбид? 

     Вообще, для чего все это нужно и сама суть проблемы. Интенсивно эксплуатирую радиолампы ГУ-61Б. Сейчас их выпускает один завод, который ломит на них цены свыше миллиона. В процессе эксплуатации лампа, а точнее ее катод, теряет свои эмиссионные свойства и лампа перестает работать. Катод обедняется электронами которые может излучить. Есть желание попробовать восстановить работоспособность катода, но, конечно, без разбора лампы. Один знакомый это успешно делает, но так как он этим зарабатывает на жизнь, не делится секретом. Суть заключается в том чтобы разрушить верхний бедный электронами слой катода. Как это можно сделать? У меня есть варианты: нагрев, подать различные виды напряжений и токов, поместить в электромагнитное поле и облучить ультразвуком. Вопрос в том, как, в каком сочетании и последовательности пробовать. Думаю, что отталкиваться нужно от понимания физико-химических процессов, происходящих на катоде.

     Сам в химии не силен и надеюсь на Вашу помощь. Всем откликнувшимся заранее спасибо!

[ДмитрийМ]

Варианты там известны... нагрев и различные токи. Тема регенерации катодов применительно к ТВ облизана много лет назад, от журнала Радио до тому подобного. Если лампа уже на выброс то можете попробовать, очень поможет самодельный или промышленный характериограф для ламп, он позволит оценить эмиссионную способность после циклов "прострелов" ламп. НО эта тема ближе аудиофильским сайтам ламповиков, всяким там cqham и qrz сайтам. Там это тоже неоднократно обсуждалось применительно к лампам типа ГУ-хх . В промышленности этим никто не занимался. Так как результ непредсказуем и нестабилен. К тем же ТВ кинескопам дошли в итоге до переваривания горловины с катодами, несмотря на некоторые успехи в регенерации.

[Sovetnik]

          Можете объяснить с точки зрения химии какие процессы происходят на катоде радиолампы в процессе эксплуатации? На интересующей радилампе по данным завода установлен вольфрамовый торированный карбидированный катод. Что это значит?

    

Скачено отсюда: http://bibliofond.ru/view.aspx?id=554690

 

5.2 Активирование ВТКК

 

Для приведения в рабочее состояние торированный вольфрамовый катод необходимо активировать. Этот процесс заключается в частичном восстановлении окиси тория и образовании одноатомного слоя тория на поверхности вольфрама. При этом работа выхода изменяется с 4,5 эв (для чистого вольфрама) до 2,7 эв. Уменьшение работы выхода связано с тем, что поверхностные силы превращают каждый атом тория в диполь, отрицательный полюс которого обращен к вольфраму. Совокупность таких диполей образует на поверхности двойной слой, электрическое поле которого облегчает испарение электронов. Для активирования торированного вольфрама производится термическая обработка. Сначала для частичного восстановления окиси тория производится прокаливание до Т > 2300° С. При этом окись тория восстанавливается вольфрамом и углеродом, и во всей толще проволоки создается запас атомов тория. Для карбидированного вольфрама реакция восстановления идет уже при Т 1700° С.

 

Для образования поверхностной пленки атомов тория производится прокаливание при Т = 1700-2000° С.

 

При Т > 2000° скорость испарения атомов тория с поверхности превышает скорость их подхода к поверхности в результате диффузии и начинается дезактивирование.

При Т < 2000° С происходит накопление атомов тория на поверхности. Оно будет происходить до образования атомного слоя. Второй слой атомов тория не будет удерживаться при этих температурах, так как испарение тория с тория происходит намного легче, чем тория с вольфрама. Таким образом, при любой температуре Т < 2000° С произойдет одинаковое активирование, соответствующее минимальной работе выхода, но при низких температурах процесс активирования протекает крайне медленно и при Т <1500° С он практически совсем прекращается.

В связи с этим рабочая температура устанавливается в 1650- 1700° С. При более высоких температурах долговечность катода уменьшается за счет быстрого расхода тория в результате его испарения, а при более низких - катод теряет эмиссионную способность, так как подход новых атомов тория не успевает компенсировать убыль их с поверхности за счет испарения и главным образом за счет сбивания быстрыми ионами остаточных газов в приборе.

Диффузия атомов тория в основном происходит по поверхности кристаллов вольфрама, поэтому скорость активирования всегда зависит от кристаллической структуры. При длительной работе вольем рекристаллизуется, кристаллы становятся крупнее и диффузия атомов тория затрудняется.

 

[Velund]

     Есть желание попробовать восстановить работоспособность катода, но, конечно, без разбора лампы.

 

Тут уже успели ответить с цитатой из теории.

 

А из практики - надо знать параметры прогрева катода для реактивации под конкретную лампу. Чтобы и не перегреть, но успел образоваться обогащенный торием поверхностный слой. Если торий еще в катоде остался - должно стать лучше. Раз до 5 народ активирует, правда с каждой попыткой все хуже и хуже результат.

 

Совсем "мертвую" лампу можно погреть до температуры разложения окиси тория (на случай если ее при предыдущих активациях не всю разложили), возможно еще удастся получить металлического тория в катоде и лампе жизни добавить. Но есть риск, что при этом катод просто разрушится.

[ДмитрийМ]

По кинескопам помню теория "прострелов" состоит в контролируемом испарении верхних обеднённых и отравленных слоёв катода, поскольку более летучие поверхностные слои активатора уже "выгорели". И никаким нагревом их уже не заставить подниматься наверх, скорее катод просто перегорит. Активация и состоит в появлении доноров электронов из окислов, а не диффузии (с чего бы этому происходить?) из глубинных слоёв. К тому же возможно отравление катода произошло из-за насыщения геттера и ионной бомбардировки катода, поэтому перед восстановлением надо оценить вакуум в лампе и остаточный газ. 

[Сергей0209]

Теория восстановления кинескопов уже изучена. На практике все сводится к нагреву катода (но только до рабочей температуры), подаче высокого импульсного напряжения (порядка 10-20 кВ) на него и контроль результата. На кинескопах контроль визуальный по картинке. На лампах контролируют ток на аноде.

 

Прогревать катод можно. Только вот как температуру внутри контролировать и действительно катод может перегореть (часто встречаются лампы с оборваным катодом). Вакуум, к сожалению, оценить скорее всего не получится в моих условиях. Могу только по внешнему виду лампы исполненной в стекле. Данная лампа исполнена в меди и керамике.

 

Но оба варианта хочу попробовать. Начну с первого. Просто перед тем как начать хотел понять суть того что будет происходить внутри лампы.

 

Всем спасибо за информацию! Потом напишу что получилось 

Изменено 7 Сентября, 2017 в 20:22 пользователем Сергей0209

[ДмитрийМ]

Вакуум вроде как легко оценивается по ионному току.... Сейчас восстанавливаю лампомер П-508, у него даже кнопочка и режим есть именно для оценки вакуума. Как там точно измеряется не знаю, но режим есть.

[Velund]

А вот это предложение с ценой 50 тыс рублей - нереальное?

 

https://www.doski.ru/lampy-generatornye-gu-61a-gu-61b-gu-61p-msg3231391.htm

 

Лампочка в общем для "золотарей" не самая аппетитная, кроме серебра ничего сильно вкусного. Могла где то на складах и залежаться.

Изменено 7 Сентября, 2017 в 21:52 пользователем Velund

[ДмитрийМ]

Эти лампочки не для частных лиц, радиолюбителям что-то ещё типа ГУ-74 ещё как-то интересна, а эти под предприятие. Вряд ли предприятие будет пользоваться восстановленными или покупать бу с рук... Имхо раз заводы этим не занимаются (я не думаю что там нет инициативных и предприимчивых людей) то это нереально. В вышеупомянутых кинескопах дорого стоит маска и экран со стеклом, а система легко переваривается. В лампе самое дорогое именно сборка системы в целом, ничего там отдельно не заменишь. На фоне трудоемкости ручной сборки (вроде такие мощные и малосерийные делают руками, без автоматизации) стоимость десятков грамм молибдена там или тантала исчезающе мала..

[antabu]

Щас уже и восстановление кинескопов не актуально.