一种超导腔氮掺杂方法技术

本发明专利技术公开了一种超导腔氮掺杂方法。本方法为：1)将超导腔整体放入超声清洗池进行清洗，再用纯水将超导腔内、外均冲洗干净、晾干；然后对超导腔的内表面进行缓冲化学抛光；然后清洗超导腔内表面、晾干；2)将步骤1)处理后的所述超导腔放入真空炉中进行加热，加热至设定温度后，在该设定温度和压力对真空炉进行除氢处理；3)除氢处理结束后，将真空炉的抽气阀门关闭，注入高纯氮气且真空炉内压力保持在2～4Pa，将氮掺入超导腔表面；4)氮气注入结束后，对真空炉进行除氮气处理；5)除氮气处理结束后，对真空腔保温设定时间，完成超导腔的氮掺杂。本发明专利技术能够进一步降低超导腔的表面电阻，从而减小超导腔的功耗。

A nitrogen doping method for superconducting cavity

The invention discloses a nitrogen doping method for a superconducting cavity. The method is as follows: 1) the superconducting cavity is cleaned by the ultrasonic cleaning tank as a whole, and the superconducting cavity is cleaned and dried by pure water, and then the inner surface of the superconducting cavity is buffered; then the superconducting cavity surface is cleaned and dried; and 2) the superconducting cavity after the treatment is added into the vacuum furnace. Heat, after heating to set the temperature, the vacuum furnace is dehydrogenation treatment at the setting temperature and pressure; 3) after the dehydrogenation treatment is finished, the suction valve of the vacuum furnace is closed, the high purity nitrogen is injected and the pressure in the vacuum furnace is kept at 2 ~ 4Pa, the nitrogen is added to the surface of the superconducting cavity; 4) after the nitrogen gas injection is finished, the nitrogen removal is carried out to the vacuum furnace. Rationale: 5) after nitrogen treatment, the nitrogen doping of the superconducting cavity is completed when the vacuum chamber is set at a heat preservation time. The invention can further reduce the surface resistance of the superconducting cavity, thereby reducing the power consumption of the superconducting cavity.

【技术实现步骤摘要】
一种超导腔氮掺杂方法
本专利技术涉及一种超导腔氮掺杂方法，属于超导

技术介绍
超导腔是加速器中用来加速带电粒子的一种微波谐振腔。目前的超导腔都由金属铌制成，与常温腔相比，优势明显(加速梯度高、腔体损耗低、束流孔径大)，因此，世界上各大加速器装置现在普遍采用超导腔加速各种带电粒子(电子、质子、重离子……)。衡量超导腔性能优劣的指标主要有两个：加速梯度Eacc和表面电阻RS。RS与腔体的功耗成正比，RS越小，则超导腔的功耗越小(从而节省了低温制冷费用)，超导腔的性能也就越好。因此，自超导腔诞生之日起，人们就采用了各种方法来降低超导腔的表面电阻，例如：高压纯水冲洗、120度烘烤、洁净间组装等等。随着相关技术的发展进步，目前，超导腔的表面电阻已经接近传统BCS超导理论的极限，很难继续降低。因此，需要采用一些新方法、新技术来进一步降低超导腔的表面电阻，从而减小超导腔的功耗。
技术实现思路
针对现有方法中存在的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种氮掺杂方法，本专利技术能够进一步降低超导腔的表面电阻，从而减小超导腔的功耗。本专利技术的技术方案为：一种超导腔氮掺杂方法，其步骤包括：1)对超导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超导腔氮掺杂方法，其步骤包括：1)对超导腔的内表面进行缓冲化学抛光；然后清洗超导腔内表面、晾干；2)将步骤1)处理后的所述超导腔放入真空炉中进行加热，加热至设定温度后，在该设定温度和压力对真空炉进行除氢处理；3)除氢处理结束后，将真空炉的抽气阀门关闭，注入高纯氮气且真空炉内压力保持在2～4Pa，将氮掺入超导腔表面；4)氮气注入结束后，对真空炉进行除氮气处理；5)除氮气处理结束后，对真空腔保温设定时间，完成超导腔的氮掺杂。

【技术特征摘要】
1.一种超导腔氮掺杂方法，其步骤包括：1)对超导腔的内表面进行缓冲化学抛光；然后清洗超导腔内表面、晾干；2)将步骤1)处理后的所述超导腔放入真空炉中进行加热，加热至设定温度后，在该设定温度和压力对真空炉进行除氢处理；3)除氢处理结束后，将真空炉的抽气阀门关闭，注入高纯氮气且真空炉内压力保持在2～4Pa，将氮掺入超导腔表面；4)氮气注入结束后，对真空炉进行除氮气处理；5)除氮气处理结束后，对真空腔保温设定时间，完成超导腔的氮掺杂。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，用酸液对超导腔的内表面进行缓冲化学抛光；其中，所述酸液包括浓度为48％的HF、浓度为69％的HNO3和浓度为84％的H3PO4，且HF：HNO3：H3PO4的体积比为1:1:2；抛光结束后，要将超导腔灌满纯水洗去残留酸液，直至超导腔内纯水PH值大于6。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，用酸液对超导腔的内表面进行缓冲化学抛光时，所述酸液的流速小于18升/分钟，抛光时间为25～35分钟。4.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：沙鹏，刘佰奇，董超，郑洪娟，米正辉，翟纪元，
申请(专利权)人：中国科学院高能物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11