[发明专利]一种单芯棒轮辐式超导加速腔及其制造方法

权利要求书

1.一种单芯棒轮辐式超导加速腔，其特征在于：它包括一腔体，所述腔体由两个形状相同的半腔体焊接而成，所述腔体中心内凹、外端鼓起，轮廓呈椭球形；所述腔体的中心内凹处对称设置有一对束管孔，两所述束管孔内分别焊接有一束管，两所述束管的外侧分别焊接有一与外接装置连接的法兰；与两所述束管连线方向垂直，在所述腔体上对称设置了一对芯棒孔，与两所述芯棒孔间隔90°的所述腔体上对称设置有一对清洁孔；两所述芯棒孔内焊接有一由两半薄壁腔焊接而成的芯棒，所述芯棒的中间段呈直筒形，两端呈对称的漏斗形，两所述漏斗形的端口处分别焊接在相应的芯棒孔上；所述芯棒的中间段穿设并焊接有一中心束管，所述中心束管与两端所述束管位于同一轴线上；两清洁孔内分别焊接有一清洁管，两所述清洁管的外侧分别焊接有一与外接装置连接的法兰。

2.如权利要求1所述的一种单芯棒轮辐式超导加速腔，其特征在于：所述腔体、束管、芯棒、中心束管和清洁管均采用高纯铌材料制作而成。

3.如权利要求1或2所述的一种单芯棒轮辐式超导加速腔，其特征在于：所述束管和清洁管连接的各所述法兰均采用铌钛合金制作而成。

4.一种如权利要求1或2或3所述的单芯棒轮辐式超导加速腔的制造方法，其包括以下步骤：

1）采用RRR值大于300的高纯铌材料，通过冲压模具制作出两个半腔体和两个半芯棒；

2）用车床加工出两个束管、一个中心束管、两个清洁管、以及连接所述束管和清洁管的法兰；

3）用超声清洗装置，对经步骤1）和步骤2）完成的零件进行超声清洗，清洗时间不少于40分钟；

4）采用氢氟酸、硝酸、磷酸按1:1:2体积比组成的混合酸，对步骤3）中完成的零件进行化学清洗，化学清洗的酸液温度控制在20℃以内，清洗时间为10～40分钟；

5）用电阻率不小于18MΩ·cm的超纯水清洗步骤4）中完成的零件，并在优于1000级的超净室中晾干；

6）利用真空电子束焊机对经步骤5）得到的零件进行焊接，真空电子束焊机的工作电压为60KV，工作电流为5～50mA；

7）制造完成。

5.如权利要求4所述的一种单芯棒轮辐式超导加速腔的制造方法，其特征在于：所述步骤6）中，焊接包括以下步骤：

①将两束管分别对应焊接在两半腔体内凹处束管孔上；

②将两个半腔体焊接成完整的腔体；

③将两个半芯棒焊接成芯棒，并将中心束管穿入芯棒，且焊接成一体；

④将焊接完成的芯棒通过芯棒孔穿入焊接完成的腔体，并焊接成一体；

⑤将两清洁管分别对应焊接在腔体两侧的清洁孔上；

⑥将对应的法兰分别焊接在两清洁管和两束管上。