一种射频四级场加速腔体的表面处理方法技术

本发明专利技术公开了一种射频四级场加速腔体的表面处理方法。该方法包括：1)弱酸清洗待处理腔体后用高压纯水冲洗；2)弱酸钝化步骤1)处理后的腔体后用高压纯水冲洗。本发明专利技术摒弃使用铬酸等有害酸液，通过多个步骤(如选用弱酸清洗钝化并进行高压纯水冲洗)精确控制抛光速率以及彻底去除表面残留化学液等，利用该方法清洗后表面无油污和氧化层存在，清洗效果好，镜面效果明显，且没有出现晶粒析出现象，具有较高的实用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种射频四级场加速腔体的表面处理方法
本专利技术属于表面处理
，特别涉及一种射频四级场加速腔体的表面处理方法。
技术介绍
射频四级场加速腔体(RFQ)是加速器的核心部件之一，其表面状况会直接影响其加速性能。RFQ的制作过程主要为机械加工RFQ部件，表面处理，焊接。经机械加工的RFQ部件，表面会有大量油污、过厚的氧化层及其他污染物等存在，必须将这些污染物彻底去除，使腔体表面光亮、均一，无肉眼可见的油、酸痕、水痕及氧化层等存在。目前，国内外常用的表面处理方法主要为热碱超声除油、混酸去氧化层、强酸抛光、混酸钝化及脱水风干，每一步之间均用去离子水冲洗。该方法主要有三方面的问题，(1)混酸含有大量铬酸，对人体和环境有极大危害；(2)酸液与RFQ反应速率快，使得腔体表面经常会发生过抛光以及晶粒析出情况；(3)去离子水冲洗不彻底，酸液残留在腔体表面，会影响腔体性能，且会逐渐腐蚀腔体表面。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种射频四级场加速腔体的表面处理方法。该方法简单易行，安全环保。本专利技术提供的射频四级场加速腔体的表面处理方法，包括：1)弱酸清洗待处理腔体后用高压纯水冲洗；2)弱酸钝化步骤1)处理后的腔体后用高压纯水冲洗。上述方法所述步骤1)弱酸清洗步骤中，所用弱酸清洗剂由柠檬酸、氨基磺酸、双氧水、正丁醇和水组成；所述柠檬酸与水的比例为1-5g：1L；所述氨基磺酸与水的比例为2-10g:1L；所述双氧水与水的比例为20-200mL：1L；所述正丁醇与水的比例为20-100mL：1L。具体的，所述柠檬酸与水的比例为1.1g：1L、1.25g：1L或1.1-1.25g：1L；所述氨基磺酸与水的比例为3.75g：1L、4.75g：1L、5.6g：1L、6.25g：1L或3.75-6.25g：1L；所述双氧水与水的比例为37.5mL：1L、47.5mL：1L、56.25mL：1L、62.5mL：1L或37.5-62.5mL：1L；所述正丁醇与水的比例为37.5mL：1L、47.5mL：1L、56.25mL：1L、62.5mL：1L或37.5-62.5mL：1L；所述步骤1)弱酸清洗步骤中，温度为60-75℃；具体为68℃或70℃；时间为1-5min；具体为1.5min-2min；所述高压纯水冲洗步骤中，压强为60-100mbar；具体为70-80mbar；时间为2-10min；具体为4-5min；所述弱酸清洗具体为搅拌；更具体为使用搅拌棒对清洗面进行清洗；更具体的，所用搅拌棒与清洗面的距离为10-30cm；搅拌速率为20-100rpm/min；具体为40、50、70或80rpm/min或40-80rpm/min。所述步骤2)弱酸钝化步骤中，所用钝化液为氨基磺酸的水溶液。具体的，所述钝化液的浓度为2-15g/L；具体为5.625g/L、6.25g/L、7.5g/L或5.625-7.5g/L。所述步骤2)弱酸钝化步骤中，钝化温度为10-40℃；具体为15℃、20℃、30℃、钝化时间为1-5min；具体为2min。所述高压纯水冲洗步骤中，压强为60-100mbar；具体为70-80mbar；时间为2-10min；具体为4-5min。所述方法还包括，在所述步骤1)之前进行如下预处理步骤a和步骤b：a、用酸性清洗剂稀释液超声清洗待处理腔体；b、高压纯水冲洗步骤a处理后的腔体；所述步骤a中，所述酸性清洗剂稀释液由酸性清洗剂和水组成。酸性清洗剂在所述酸性清洗剂稀释液中的质量百分浓度为2-20％；具体可为3％、5％、8％或2-8％；所述酸性清洗剂可为各种常用的金属用酸性超声波清洗剂，如可为购自Alconox公司，产品名称为Citranox的酸性清洗剂；所述超声清洗步骤中，温度为20-60℃；具体为40℃、50℃、58℃或40-58℃；时间为0.5-1.5h；具体为1h；功率为15-25kW；具体为20kW。所述步骤b冲洗步骤中，压强为60-100mbar；具体为70-80mbar；时间为2-10min；具体为4-5min。所述方法还包括：将步骤2)处理后的腔体用无水乙醇脱水吹干；所述吹干步骤中，所用气体具体为氮气或压缩空气。与现有技术相比，本专利技术的优势是：本专利技术摒弃使用铬酸等有害酸液，通过多个步骤(如选用弱酸清洗钝化并进行高压纯水冲洗)精确控制抛光速率以及彻底去除表面残留化学液等，利用该方法清洗后表面无油污和氧化层存在，清洗效果好，镜面效果明显，且没有出现晶粒析出现象，具有较高的实用价值。附图说明图1为RFQ部件在不同清洗条件下的清洗前后光学照片对比，左图为未清洗；右图为清洗后。图2为RFQ部件在不同清洗条件下的清洗前后光学照片对比，左图为未清洗；右图为清洗后。图3为RFQ部件在不同清洗条件下的清洗前后光学照片对比，左图为未清洗；右图为清洗后。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步阐述，但本专利技术并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径获得。下述实施例所用酸性清洗剂稀释液均由酸性清洗剂和水组成；酸性清洗剂在所述酸性清洗剂稀释液中的质量百分浓度为2％、3％、5％或8％；购自Alconox公司，产品名称为Citranox。实施例1选用RFQ部件，尺寸约为80mm×60mm×40mm。先进行预处理也即步骤1)和步骤2)：1)将RFQ部件置于50℃酸性清洗剂稀释液(其中酸性清洗剂的质量百分浓度为2％)内(于20kW)超声1h，将其取出；2)用压强为70mbar的高压纯水冲洗表面4min。3)再将其置于弱酸清洗剂中，温度为65℃，搅拌速率为50rmp/min，所用搅拌棒与清洗面的距离为20cm，浸泡时间为2min，该弱酸清洗剂的配置方法为取800L的去离子水置于水槽内，加入柠檬酸800g、氨基磺酸3.8Kg、双氧水38L、正丁醇38L，搅拌均匀。酸洗结束，将其取出，用压强为70mbar的高压纯水冲洗表面4min。4)再将其置于钝化槽内2min，温度为20℃，该钝化液为氨基磺酸的水溶液，配置方法为取800L的去离子水置于水槽内，加入氨基磺酸4.5Kg。钝化结束，将其取出，用压强为70mbar的高压纯水冲洗表面4min。将无水乙醇喷洒到腔体表面，用氮气将无水乙醇吹干。清洗前后的光学照片见图1，清洗前(如图1中左图所示)的RFQ表面发黄，有大量油污和氧化物；清洗后(如图1中右图所示)的表面无油污和氧化层存在，清洗效果好，镜面效果明显，且没有出现晶粒析出现象。实施例2选用RFQ部件，尺寸约为80mm×60mm×40mm。先进行预处理也即步骤1)和步骤2)：1)将RFQ部件置于50℃酸性清洗剂稀释液(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种射频四级场加速腔体的表面处理方法，包括：/n1)弱酸清洗待处理腔体后用高压纯水冲洗；/n2)弱酸钝化步骤1)处理后的腔体后用高压纯水冲洗。/n

【技术特征摘要】
1.一种射频四级场加速腔体的表面处理方法，包括：
1)弱酸清洗待处理腔体后用高压纯水冲洗；
2)弱酸钝化步骤1)处理后的腔体后用高压纯水冲洗。


2.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述步骤1)弱酸清洗步骤中，所用弱酸清洗剂由柠檬酸、氨基磺酸、双氧水、正丁醇和水组成；
所述柠檬酸与水的比例为1-5g：1L；
所述氨基磺酸与水的比例为2-10g:1L；
所述双氧水与水的比例为20-200mL：1L；
所述正丁醇与水的比例为20-100mL：1L。


3.根据权利要求1-2任一所述的方法，其特征在于：所述步骤1)弱酸清洗步骤中，温度为60-75℃；
时间为1-5min；
所述高压纯水冲洗步骤中，压强为60-100mbar；时间为2-10min。


4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于：所述步骤1)弱酸清洗步骤中，所述弱酸清洗为搅拌；
所用搅拌棒与清洗面的距离为10-30cm；
搅拌速率为20-100rpm/min。


5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于：所述步骤2)弱酸钝化步骤中，所用钝化液为氨基磺酸的水溶液。


6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：初青伟，郭浩，熊平然，宋玉堃，谭腾，何源，
申请(专利权)人：中国科学院近代物理研究所，
类型：发明
国别省市：甘肃;62