Применение катодов. 
Новые технологии

Катоды прямого накала предназначены для работы в ионных лазерах дугового разряда, изготавливаются прессованием из смеси порошков алюмосиликата бария-кальция и вольфрама. Рабочая температура катода без токоотбора 950 — 1150 °C. Катоды сохраняют целостность конструкции при воздействии синусоидальной вибрации в диапазоне частот 10−500 Гц при ускорении 2 g. Время разогрева до 90% рабочей температуры не более 30 секунд. Минимальная наработка в режиме постоянного токоотбора состовляет 5000 часов.

Оксидные катоды широко применяются в бытовых и недорогих промышленных электровакуумных приборах (телевизорах, осциллографах).

Катоды из монокристаллического гексаборида лантана используют для приборов электронно-зондового анализа (электронные микроскопы, оже-спектрометры, острофокусные рентгеновские трубки, прочее) и установок технологического назначения (сварки, плавки, размерной обработки, закалки, литографии и т. п.).

Кафедра порошковой металлургии Национального Технического Университета Украины — «Киевского Политехнического института» предлагает новые типы керамических катодных узлов с эмитером из монокристаллического гексаборида лантана, высококачественные, структурно совершенные, монокристаллы боридов редкоземельных металлов и композиционные, направлено армированные, керамические материалы на основе тугоплавких соединений.

Разработанная, принципиально новая, промышленная технология изготовления монокристаллов боридов редкоземельных и переходных металлов методом безтигельной зонной плавки пористых порошковых заготовок с движущимся растворителем примесей позволяет получать из порошка борида промышленной чистоты, за один проход зоны расплава, кристаллы с наперед заданной кристаллографической ориентацией, диаметром и с таким содержанием примесей, которое, по существующих технологиях, удается получить только после трехкратного прохода зоны. Повышение эффективности очистки достигнуто за счет применения, впервые в мировой практике, высокопористых порошковых заготовок и растворителя примесей, движущегося по поровым каналам заготовки и проводящего первичную очистку на уровне отдельно взятых частиц тугоплавкого материала. Лимитирующей стадией технологии, свидетельствующей о ее высокой производительности, является процесс выращивания, длительность которого, для получения кристалла длиной 180 мм и диаметром 4,7 (с точностью ±0,1 мм), не превышает 1 час. Технология позволяет за 2 месяца изготавливать до 20 000 дисковых катодов диаметром 1−6 мм и высотой 1,5−3 мм, а также реализовать производство керамических катодных узлов с острийным микрокатодом из монокристаллического гексаборида лантана.

В настоящее время технология изготовления импрегнированных катодов достаточно трудоемка и связана с рядом сложных технологических операций, накладывающих ограничения на форму и размеры эмиттеров. Главным моментом в этих технологиях является изготовление пористого вольфрама. Еще более сложной является задача нанесения пористого вольфрама на подложки заданной конфигурации.

В Московском физико-техническом институте разработали метод нанесения пористого вольфрама на любые тугоплавкие подложки с помощью специальной пасты. Эта паста при комнатной температуре, обыкновенной намазкой наносится на очищенную подложку. Затем подложки с нанесенным слоем пасты спекается в печи с водородной атмосферой в течение нескольких минут при температуре 1700 оС. Эта операция превращает слой пасты в слой пористого вольфрама, который, для превращения его в эмиттер, надо только пропитать алюминатом. Далее катод зачищается от остатков алюмината и эмитирующая поверхность подвергается механической обработке. Такой технологии доступны любые формы катодов, как с косвенным накалом, так и прямонакальные.