Arthur Wehnelt inventor do catodo revestido com óxidos

CONSIDERAÇÕES SOBRE O DESENVOLVIMENTO DO CATODO

O catodo é uma parte essencial da válvula termiônica, pois fornece os elétrons necessários ao seu funcionamento. Quando lhe é aplicado o calor como forma de energia ocorre a emissão de elétrons. O método de aquecimento do catodo serve para caracterizar as suas duas formas, ou seja, o catodo por aquecimento direto, ou filamento-catodo consistindo de um fio condutor aquecido pela passagem da corrente elétrica; o catodo por aquecimento indireto, isto é, o catodo-calefador, aquecido por radiação ou condução onde o filamento é introduzido num pequeno cilindro metálico cuja superfície externa é revestida por um material adequado para produzir a emissão de elétrons.

FORMA	MATERIAL EMISSOR DE ELÉTRONS	VANTAGENS	DESVANTAGENS	OBS.
Filamento - catodo	Tungstênio trefilado puro ou tântalo.	- Boa estabilidade na emissão de elétrons - O metal sendo puro evita a contaminação de outras partes da válvula	- Baixa eficiência na emissão de elétrons. -requer uma aprimorada montagem mecânica por trabalhar em temperaturas elevadas, acima de 1700ºC, branco-brilhante	- Uma das formas mais antigas de catodo. - Por requere drenagem mínima de corrente são usados em válvulas alimentadas por baterias. (Fig 1)
Filamento - catodo	Tungstênio-toriado	- eficiência na emissão de elétrons entre aquela do catodo de tungstênio puro e com camada. menor temperatura de aquecimento 1700ºC - amarelo vivo.	- relativo nível de contaminação  uma vez que em certas condições o tório pode ativar outras partes da válvula, como a grade. - a emissão dos elétrons depende da conformação da camada de tório.	- o fio metálico de tungstênio é submetido a um tratamento especial,  com  de óxido de tório, o qual é então, reduzido a tório puro, formando uma camada mono molecular na superfície do metal base. (Fig. 2)
Catodo filamento revestido	Níquel puro ou liga de níquel	- menor temperatura de aquecimento entre 700 - 750ºC - vermelho tênue. - Maior eficiência na emissão de elétrons  no vácuo podendo atingir 100 mA/W	- tende a gerar grande quantidade de gás. - Pode gerar contaminação de outras partes da válvula.	- No catodo por aquecimento indireto é formado por um cilindro revestido com óxidos de terras raras, em cujo interior existe um filamento de tungstênio ou liga de tungstênio-molibdednio. O cilindro é aquecido por condução e radiação pelo filamento. (Fig 3) - Originalmente a platina foi usada como metal base. - carbonatos de cálcio, bário ou estrôncio são reduzidos durante o processo de rarefação a óxidos e metal puro formando uma espessa camada sobre  o metal base. (Fig 4)

Fig 1 - Ilustração de um catodo de fase múltipla em tungstênio puro usada na fabricação de válvula de transmissão para operação em alta tensão.	Fig 2 - Ilustração de um típico catodo em tungstênio-toriado usado na fabricação de válvulas de transmissão.

Fig. 3 - Ilustração de um catodo aquecido indiretamente. O filamento espiralado é circundado por finas telas recobertas com óxidos; para minimizar as perdas do aquecimento por radiação se emprega um sanduíche de grades de metal.	Fig. 4 - Ilustração do catodo com filamentos revestido com óxidos provido com blindagem a qual permite aumentar a eficiência de emissão.

Fig. 5 - A primeira válvula fabricada na Alemanha em 1911 usando o catodo recoberto por óxido para operação como um repetidor telefônico foi desenvolvido em conjunto por Robert Von Lieben, Eugene Reisz e Sigmund Strauss, daí originando a sua denominação como repetidor LSR. Logo em seguida as empresas AEG, Siemens e Halske, Felton & Guilleaume Carlswerk, A. G. e a Telefunken criaram um laboratório para a fabricação da válvula, conhecida como o “Lieben Konsortium”. Na ilustração à esquerda: o repetidor LSR e a direita o contrato onde foi estabelecido o referido consórcio. Cortesia da "Siemens Corporate Archives, Munich".