一种射频超导腔用高纯铌铸锭的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种射频超导腔用高纯铌铸锭的制备方法，该方法为：对铌板条进行3～7次真空电子束熔炼，得到高纯铌铸锭；所述真空电子束熔炼的比电能为8度/kg～12度/kg，真空度不大于5×10-3Pa。本发明专利技术设计合理、方法简单、操作简便，能有效解决传统铌铸锭生产工艺所存在的实际问题，达到稳定化、批量化生产射频超导腔用高纯铌铸锭的要求，采用3～7次真空电子束熔炼，通过控制比电能，制备的铌铸锭的RRR值和成分均符合射频超导腔用高纯铌铸锭的要求。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，该方法为：对铌板条进行3～7次真空电子束熔炼，得到高纯铌铸锭；所述真空电子束熔炼的比电能为8度/kg～12度/kg，真空度不大于5×10-3Pa。本专利技术设计合理、方法简单、操作简便，能有效解决传统铌铸锭生产工艺所存在的实际问题，达到稳定化、批量化生产射频超导腔用高纯铌铸锭的要求，采用3～7次真空电子束熔炼，通过控制比电能，制备的铌铸锭的RRR值和成分均符合射频超导腔用高纯铌铸锭的要求。【专利说明】
本专利技术属于高纯铌铸锭制备
，具体涉及。
技术介绍
射频超导腔是制作高能粒子加速器的关键部件，用于制备射频超导腔的金属铌不仅要求高纯度，还要求很高的残余电阻率(RRR)。近年来随着国内、国际对高能粒子研宄的深入，高能粒子加速装置的研宄和建设迅猛发展，用于制备射频超导腔的高纯铌的需求日趋旺盛。使用要求铸锭的RRR ^ 300，同时要求化学成分符合钽< 500ppm ;硅< 10ppm ;钨、钼、钛、错、铜、络、镲、铁均< 50ppm ;氧< 10ppm ;氮< 50ppm，碳< 20ppm，氢< lOppm。 但由于RRR ^ 300的指标要求非常高，杂质元素对RRR值的降低非常显著。传统的碳热还原法铌条杂质含量高，经过正常的两次真空电子束熔炼后，铸锭的化学成分和RRR值均达不到射频超导腔用高纯铌铸锭的技术要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供。该方法设计合理、方法简单、操作简便，能有效解决传统铌铸锭生产工艺所存在的实际问题，达到稳定化、批量化生产射频超导腔用高纯铌铸锭的要求，采用3?7次真空电子束熔炼，通过控制比电能，制备的铌铸锭的RRR值和成分均符合射频超导腔用高纯铌铸锭的要求。 为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是:，其特征在于，该方法为:对铌板条进行3?7次真空电子束熔炼，得到高纯铌铸锭；所述真空电子束熔炼的比电能为8度/kg?12度/kg，真空度不大于5X10_3Pa ;所述高纯铌铸锭的RRR彡300，高纯铌铸锭中杂质的质量含量为:钽< 500ppm，硅< lOOppm，钨 <50ppmjg< 50ppm，钛< lppm，错< IppmdHS lppm，络< lppm，镲< lppm，铁< lppm，氧 lOppm，氮< lOppm，碳< lOppm，氢< lppm。 上述的，其特征在于，所述铌板条为铝热还原法生产的铌板条。 上述的，其特征在于，所述铌板条中杂质的质量含量为:钽< 420ppm，娃< lOOpprn，鹤< 50ppm，钼< 50ppm，钛< lOppm，错^ 10ppmj|^< lOppm，络 < lOppm，镲 < lOppm，铁 < lOppm，氧< 50(^口111，氮< lOOpprn，碳 <lOOppm。 上述的，其特征在于，所述比电能随真空电子束熔炼次数的增加逐次增大。 上述的，其特征在于，每次熔炼后将熔炼的铸锭表面扒皮去掉Imm?3mm，然后将扒皮后的铸锭用去离子水清洗干净。 本专利技术与现有技术相比具有以下优点: 1、本专利技术设计合理、方法简单、操作简便，能有效解决传统铌铸锭生产工艺所存在的实际问题，达到稳定化、批量化生产射频超导腔用高纯铌铸锭的要求。 2、本专利技术采用3?7次真空电子束熔炼，通过控制比电能，制备的铌铸锭的RRR值和成分均符合射频超导腔用高纯铌铸锭的要求。 下面通过实施例，对本专利技术技术方案做进一步的详细说明。 【具体实施方式】 实施例1 采用铝热还原法生产的铌板条做原料，经过3次真空电子束熔炼获得铌铸锭，3次真空电子束熔炼的真空度均不大于4X 10_3Pa，3次真空电子束熔炼的比电能依次9度/kg,9.5度/kg和10度/kg，且每次熔炼后将熔炼的铸锭表面扒皮去掉3mm，然后将扒皮后的铸锭用去离子水清洗干净。所用铌板条中杂质的质量含量为:钽为30ppm，硅为70ppm ；鹤< 1ppm^IK lOppm，钛< 1ppmJi^S lOppm，铜< lOppm，络< lOppm，镲< lOppm，铁^ lOppm，氧为 lOOpprn，氮为 40ppm，碳< lOppm。 本实施例制备的铌铸锭经检测，RRR值为420，杂质的质量含量为:钽为35ppm，硅(lppm, 1? ^ Ippm^IK lppm，钛 < lppm，错 <lppm，络 < lppm，镲 < lppm，铁(lppm，氧为6.5ppm，氮< 5ppm，碳< 3ppm，氢〈lppm。制备的银铸锭的RRR值和成分均符合射频超导腔用高纯铌铸锭的要求。 实施例2 采用铝热还原法生产的铌板条做原料，经过5次真空电子束熔炼获得铌铸锭，5次真空电子束熔炼的真空度均不大于3X 10_3Pa，5次真空电子束熔炼的比电能依次8度/kg、9度/kg、10度/kg、10.5度/kg和11度/kg，且每次熔炼后将熔炼的铸锭表面扒皮去掉2mm，然后将扒皮后的铸锭用去离子水清洗干净。所用铌板条中杂质的质量含量为:钽为 320ppm，娃为 10ppm ;鹤为 33ppm，钼为 40ppm，钛< lOppm，错< lOppm，铜 < lOppm，络^ lOppm^；!^ lOppm，铁< lOppm，氧为 180ppm，氮为 60ppm，碳为 35ppm。 本实施例制备的铌铸锭经检测，RRR值为380，杂质的质量含量为:钽为35ppm，钨为 28ppm，钼为 16ppm，娃< lppm，钛< lppm，错< lppm，铜< lppm，络< lppm，镲< lppm，铁(lppm，氧为8ppm，氮彡7ppm，碳彡6ppm，氢〈lppm。制备的银铸锭的RRR值和成分均符合射频超导腔用高纯铌铸锭的要求。 实施例3 采用铝热还原法生产的铌板条做原料，经过7次真空电子束熔炼获得铌铸锭，7次真空电子束熔炼的真空度均不大于5X 10_3Pa，7次真空电子束熔炼的比电能依次8度/kg、9度/kg, 10度/kg, 10.5度/kg, 11度/kg, 11.5度/kg和12度/kg,且每次熔炼后将熔炼的铸锭表面扒皮去掉1mm，然后将扒皮后的铸锭用去离子水清洗干净。所用铌板条中杂质的质量含量为:钽为420ppm，娃为90ppm ;鹤为42ppm，钼为35ppm，钛< lOppm，错< lOppm，铜^ lOppm，络< lOppm^；!^ lOppm，铁< lOppm，氧为 320ppm，氮为 80ppm，碳为 55ppm。 本实施例制备的铌铸锭经检测，RRR值为310，杂质的质量含量为:钽为345ppm，钨为 33ppm，钼为 25ppm，娃< lppm，钛< lppm，错< lppm，铜< lppm，络< lpp本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种射频超导腔用高纯铌铸锭的制备方法，其特征在于，该方法为：对铌板条进行3～7次真空电子束熔炼，得到高纯铌铸锭；所述真空电子束熔炼的比电能为8度/kg～12度/kg，真空度不大于5×10‑3Pa；所述高纯铌铸锭的RRR≥300，高纯铌铸锭中杂质的质量含量为：钽＜500ppm，硅≤100ppm，钨＜50ppm，钼＜50ppm，钛≤1ppm，锆≤1ppm，铜≤1ppm，铬≤1ppm，镍≤1ppm，铁≤1ppm，氧≤10ppm，氮＜10ppm，碳＜10ppm，氢＜1ppm。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张英明，郭学鹏，席恩平，王娟，吝靖玉，谭江，
申请(专利权)人：西北有色金属研究院，
类型：发明
国别省市：陕西;61