“高性能1.3 GHz单cell超导腔”研制工艺通过验收 技术已达国际水平

关键技术是在一个系统或者一个环节或一项技术领域中起到重要作用且不可或缺的环节或技术，可以是技术点，也可以是对某个领域起到至关重要作用的知识。一个完整的工艺流程，通常包括若干道工序。生劳动者利用生产工具将各种原材料、半成品通过一定的设备、按照一定的顺序连续进行加工，使之成为成品的方法与过程。生产工艺流程就是产品从原材料到成品的制作过程中要素的组合。

近期，北京高能锐新公司的高性能1.3GHz单cell超导腔的研制工艺通过了来自中科院高能所、兰州近代物理所、大连化物所等单位和机构组成的专家组的验收。

高能锐新公司掌握了加工成型、电子束焊接、电化学抛光、缺陷诊断等高性能1.3GHz单cell超导腔的关键技术，形成了一整套实用、可靠的工艺流程。制成的12支1.3 GHz单cell超导腔取得了梯度超过40MV/m、45.6MV/m、平均43MV/m的高加速梯度值，并且在30MV/m梯度下的平均Q0超过1.5e10,接近理论极限。该技术已达到国际水平。

电子束焊接

电子枪中的阴极由于直接或间接加热而发射电子，该电子在高压静电场的加速下再通过电磁场的聚焦就可以形成能量密度极高的电子束，用此电子束去轰击工件，巨大的动能转化为热能，使焊接处工件熔化，形成熔池，从而实现对工件的焊接。。电子是物质的一种基本粒子，通常情况下他们围绕原子核高速运转。当给电子一定的能量，他们能脱离轨道跃迁出来。加热一个阴极，使得其释放并形成自由电子云，当电压加大到30到200kv时，电子将被加速，并向阳极运动。

电子束焊接包含了机械、真空、高电压和电磁场理论、电子光学、自动控制和计算机等多学科技术。电子束焊接技术是目前发展Z快 ，应用Z为广泛的电子束技术。电子束焊接因具有不用焊条、不易氧化、工艺重复性好及热变形量小的优点而广泛应用于航空航天、原子能、国防及军工、汽车和电气电工仪表等众多行业。

电子束焊接的优势

1、能量密度高 ，可焊接一般电弧焊难以实现的焊缝;

2、在真空中进行 ，焊缝的化学成分稳定且纯净 ,接头强度高 ,焊缝质量高;

3、速度快 ,热影响区小 ，焊接热变形小;

4、适用于焊接几乎所有的金属材料，尤其适合铝材焊接;

5、可获得深宽比大的焊缝 (20∶ 1～50∶ 1) ,焊接厚件时可以不开坡口一次成形;

6、结合计算机技术 ，实现了工艺参数的精确控制 ，使焊接过程完全自动化。

电化学抛光

称电解抛光。电解抛光是以被抛工件为阳极，不溶性金属为阴极，两极同时浸入到电解槽中，通以直流电而产生有选择性的阳极溶解，从而达到工件表面光亮度增大的效果。电解抛光原理在世界各界人士争论很多，被大家公认的主要为黏膜理论。该理论主要为：工件上脱离的金属离子与抛光液中的磷酸形成一层磷酸盐膜吸附在工件表面，这种黏膜在凸起处较薄，凹处较厚，因凸起处电流密度高而溶解快，随黏膜流动，凹凸不断变化，粗糙表面逐渐被整平的过程。

电化学抛光的优势

1、内外色泽一致，光泽持久，机械抛光无法抛到的凹处也可整平。2、生产效率高，成本低廉。3、增加工件表面抗腐蚀性。

电化学抛光所需条件及设备：

电源、整流器、电解槽及配套设施(阳极棒)、加热设施及冷却设备、夹具、阴阳极材料。

电化学抛光生产流程：

1、装挂电镀工件。

2、电化学除油、除膜，以利于电化学抛光。

3、先热水清洗，后冷水清洗。必要时加进超声波场，以便彻底清洗表面的油污、锈斑、酸液等。

4、电化学抛光，使镀件表面平整、光亮，提高镀层结合力。

5、流动的冷水槽中清洗，洗净残留在表面的抛光液，防止表面被腐蚀。

6、碱液槽中和，进一步去除酸液的余迹。

7、动冷水槽中清洗，去除表面残留的碱液，使旱中性。

8、弱酸中浸几秒钟，使表面显露金相组织，提高表面的化学、物理结合力。

9、冷水槽中清洗，消除表面残留的酸，以免影响电镀层与基体的附着力。

10、镀铜槽中电镀，获得镀件表面的过渡镀层。

关于仪器设备的缺陷诊断

在不损坏工件或原材料工作状态的前提下，对被检验部件的表面和内部质量进行检查的一种测试手段。常用的探伤方法有：X光射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤、涡流探伤、γ射线探伤、红外线探伤等方法。

焊缝表面缺陷检查。检查焊缝表面裂纹、未焊透及焊漏等焊接质量。内腔检查：检查表面裂纹、起皮、拉线、划痕、凹坑、凸起、斑点、腐蚀等缺陷。状态检查：当某些产品(如蜗轮泵、发动机等)工作后，按技术要求规定的项目进行内窥检测。装配检查：当有要求和需要时，使用亚泰光电工业视频内窥镜对装配质量进行检查;装配或某一工序完成后，检查各零部组件装配位置是否符合图样或技术条件的要求;是否存在装配缺陷。多余物检查：检查产品内腔残余内屑，外来物等多余物。

新闻来源：中国科学院高能物理研究所

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