加速器不銹鋼管道真空室鍍TiN薄膜系統(tǒng)的研究及實(shí)驗(yàn).pdf

1、獲得性能優(yōu)越的束流是加速器發(fā)展的重要目標(biāo)。作為束流及其周圍真空環(huán)境的承載體，加速器真空室材料性能與束流性能密切相關(guān)。因此，改善和提高加速器真空室材料性能，對(duì)于保障加速器的正常運(yùn)行和促進(jìn)加速器的進(jìn)一步發(fā)展具有重要意義。對(duì)加速器真空室內(nèi)壁進(jìn)行鍍膜處理是改善真空室材料性能的主要方法之一。本論文主要論述了針對(duì)不銹鋼管道真空室進(jìn)行的內(nèi)壁鍍TiN薄膜實(shí)驗(yàn)以及鍍膜真空室的相關(guān)性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)。 設(shè)計(jì)了用于對(duì)加速器不銹鋼管道真空室進(jìn)行內(nèi)壁鍍TiN薄

2、膜的鍍膜系統(tǒng)。通過(guò)多次鍍膜實(shí)驗(yàn)，獲得了優(yōu)化的鍍膜參數(shù)，使系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，并可以在較短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)真空室進(jìn)行符合要求的鍍膜處理。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)該鍍膜裝置，論證了磁控濺射鍍膜的實(shí)驗(yàn)方案，設(shè)計(jì)了用于磁控濺射鍍膜實(shí)驗(yàn)的電磁鐵，并進(jìn)行初步磁控濺射鍍膜實(shí)驗(yàn)，為深入研究磁控濺射鍍膜奠定了基礎(chǔ)。 為了驗(yàn)證該處理方法的有效性，對(duì)真空室在鍍膜前后分別進(jìn)行了熱出氣率測(cè)試實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，采用自動(dòng)烘烤系統(tǒng)，并對(duì)真空計(jì)進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的定時(shí)自動(dòng)保存，大

3、大減少了測(cè)試中的人工操作次數(shù)，以得到準(zhǔn)確可靠的結(jié)果。測(cè)試結(jié)果表明，鍍TiN薄膜處理對(duì)減小不銹鋼材料的出氣率有積極的作用。 此外，在NSRL機(jī)器研究光束線的PSD實(shí)驗(yàn)站上，進(jìn)行了不銹鋼管道真空室鍍膜前后的PSD測(cè)試對(duì)比實(shí)驗(yàn)，以檢驗(yàn)鍍膜處理在改善材料PSD性能方面的效果。與出氣率測(cè)試實(shí)驗(yàn)類似，為了減小誤差，得到相對(duì)可靠的數(shù)據(jù)，采用了同樣的真空計(jì)編程程序，實(shí)現(xiàn)壓強(qiáng)數(shù)據(jù)的定時(shí)保存。測(cè)試結(jié)果表明，不銹鋼真空室在鍍TiN薄膜處理后其PSD效

4、應(yīng)顯著降低，這對(duì)于加速器的正常運(yùn)行是非常有利的。 對(duì)于正電子、質(zhì)子以及重離子加速器，具有較高二次電子產(chǎn)額的真空室會(huì)導(dǎo)致電子云效應(yīng)的形成，嚴(yán)重影響束流品質(zhì)和加速器的正常運(yùn)行。為了檢驗(yàn)鍍TiN薄膜處理方法在減小真空室材料二次電子產(chǎn)額方面的效果，在設(shè)計(jì)的二次電子產(chǎn)額測(cè)量裝置上進(jìn)行了鍍膜小樣品的二次電子產(chǎn)額測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，鍍TiN膜處理能夠有效降低不銹鋼材料的二次電子產(chǎn)額。 最后，對(duì)濺射鍍膜過(guò)程進(jìn)行了初步理論分析，并編寫(xiě)了該