加速器不銹鋼管道真空室鍍TiN薄膜系統(tǒng)的研究及實驗.pdf

1、獲得性能優(yōu)越的束流是加速器發(fā)展的重要目標。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。因此，改善和提高加速器真空室材料性能，對于保障加速器的正常運行和促進加速器的進一步發(fā)展具有重要意義。對加速器真空室內壁進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不銹鋼管道真空室進行的內壁鍍TiN薄膜實驗以及鍍膜真空室的相關性能測試實驗。 設計了用于對加速器不銹鋼管道真空室進行內壁鍍TiN薄

2、膜的鍍膜系統(tǒng)。通過多次鍍膜實驗，獲得了優(yōu)化的鍍膜參數(shù)，使系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行，并可以在較短時間內實現(xiàn)對真空室進行符合要求的鍍膜處理。在此基礎上，針對該鍍膜裝置，論證了磁控濺射鍍膜的實驗方案，設計了用于磁控濺射鍍膜實驗的電磁鐵，并進行初步磁控濺射鍍膜實驗，為深入研究磁控濺射鍍膜奠定了基礎。 為了驗證該處理方法的有效性，對真空室在鍍膜前后分別進行了熱出氣率測試實驗。實驗中，采用自動烘烤系統(tǒng)，并對真空計進行編程，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的定時自動保存，大

3、大減少了測試中的人工操作次數(shù)，以得到準確可靠的結果。測試結果表明，鍍TiN薄膜處理對減小不銹鋼材料的出氣率有積極的作用。 此外，在NSRL機器研究光束線的PSD實驗站上，進行了不銹鋼管道真空室鍍膜前后的PSD測試對比實驗，以檢驗鍍膜處理在改善材料PSD性能方面的效果。與出氣率測試實驗類似，為了減小誤差，得到相對可靠的數(shù)據(jù)，采用了同樣的真空計編程程序，實現(xiàn)壓強數(shù)據(jù)的定時保存。測試結果表明，不銹鋼真空室在鍍TiN薄膜處理后其PSD效

4、應顯著降低，這對于加速器的正常運行是非常有利的。 對于正電子、質子以及重離子加速器，具有較高二次電子產額的真空室會導致電子云效應的形成，嚴重影響束流品質和加速器的正常運行。為了檢驗鍍TiN薄膜處理方法在減小真空室材料二次電子產額方面的效果，在設計的二次電子產額測量裝置上進行了鍍膜小樣品的二次電子產額測試。測試結果表明，鍍TiN膜處理能夠有效降低不銹鋼材料的二次電子產額。 最后，對濺射鍍膜過程進行了初步理論分析，并編寫了該