[发明专利]一种Nb3

说明书

本发明公开了一种Nb₃Sn超导加速腔的热处理方法。该方法包括以下步骤：1)对Nb₃Sn超导加速腔进行洁净装配前的后处理，如超声波清洗、高压纯净水冲洗；2)Nb₃Sn超导加速腔的洁净装配；3)Nb₃Sn超导加速腔洁净装配后的真空检漏；4)Nb₃Sn超导加速腔的高真空低温烘烤。本发明的热处理工艺能够显著降低Nb₃Sn超导加速腔的表面电阻，从而降低Nb₃Sn超导加速腔的功率损耗；能够消除Nb₃Sn超导加速腔在加速梯度小于5MV/m时品质因子随梯度显著下降的问题，从而增大Nb₃Sn超导加速腔的有效加速梯度。

技术领域

本发明涉及超导技术领域，具体涉及一种用于Nb₃Sn超导加速腔的后处理方法。

背景技术

基于射频超导加速器的大科学装置规模大、造价高，经济原因往往成为其限制因素。Nb₃Sn超导加速腔在4.2K时的射频性能即可达到纯铌超导加速腔2-K时的水平，并且具有运行在两倍于纯铌超导加速腔梯度的潜力。因此，Nb₃Sn超导加速腔不但可以大幅度降低超导加速器的建造成本，还可以大幅度降低超导加速器的运行成本，是下一代超导加速器的关键技术，具有光明的应用前景。

但是，Nb₃Sn超导加速腔的后处理工艺尚处于初步探索阶段，超导加速腔的后处理工艺水平直接决定着其射频性能。当前，Nb₃Sn超导加速腔的有效后处理方法只有高压纯净水冲洗，限制着Nb₃Sn超导加速腔的射频性能提升。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种Nb₃Sn超导加速腔的后处理方法，能够有效提高Nb₃Sn超导加速腔的射频性能，由此解决Nb₃Sn超导加速腔有效后处理工艺缺乏的问题。

为实现上述目的，本发明拟采取以下技术方案来实现：

一种用于Nb₃Sn超导加速腔的热处理方法，按照以下步骤进行：

1)对Nb₃Sn超导加速腔进行洁净装配前的清洗处理；

2)对清洗后的Nb₃Sn超导加速腔进行洁净装配；

3)对洁净装配后的Nb₃Sn超导加速腔进行真空检漏；

4)对检漏后的Nb₃Sn超导加速腔进行高真空低温烘烤；其中，所述烘烤的温度为90-150℃，烘烤的时间为12-54小时，所述Nb₃Sn超导加速腔内真空度优于10^-6mbar。

上述方法步骤1)中，所述清洁处理包括依次对Nb₃Sn超导加速腔进行超声波清洗、高压纯净水冲洗。

其中，所述超声波清洗采用的水为超纯水；所述超纯水水温为50-60℃(优选55℃)，不加清洗剂；所述超声波清洗的清洗时间为30-60分钟；所述超声波清洗的超声功率密度为25-35W/gal。所述超声波清洗在不低于万级的洁净环境中进行。

所述高压纯净水冲洗采用的纯净水的压力为80-100psi。所述高压纯净水冲洗在不低于百级的洁净环境中进行。

所述清洗处理结束后，在进行清洁装配前还包括：将清洗后的Nb₃Sn超导加速腔放置于百级洁净间晾干的步骤。所述晾干的时间不低于12小时。

上述步骤2)中所述清洁装配在百级洁净间进行。