无氧铜表面处理在束流准直器中的应用

Yu Jiebing, Tan Biao,Kang Ling, Liu Lei,Wang Pengcheng, Weng Xudong, Chen Jiaxin, Nie Xiaojun, Wang Guangyuan, Wang Ming,Ning Changjun, Liu Renhong, Zhang Junsong,Yu Yongji

High Power Laser and Particle Beams（2023）

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摘要

束流准直器作为加速器的关键部件,用于吸收不在预定轨道的束晕粒子.因良好的电导率和良好的准直效率,铜被广泛应用于准直器中作为挡块材料.通常,挡块位于超高真空环境中,承受高功率束流载荷冲击,其不同表面处理工艺直接影响传热性能及放气率.为评估无氧铜表面处理工艺对相关性能的影响,分别对其进行表面化学腐蚀发黑处理、高温氧化处理以及仅机械加工处理,结果表明:无氧铜表面发黑处理后,其热辐射系数明显增加,同时也伴随着放气率的明显增加;而通过高温氧化处理后的铜块,其表面热辐射系数与仅机械加工后的铜块差异不大,放气率有一定程度的增加.以散裂中子源二期项目中的动量准直器为研究对象,在一定的束流载荷作用下,挡块选用发黑无氧铜,可将其最高温度控制在 125℃以下,同时增加两台离子泵可使该准直器所在区域真空度满足运行要求.

关键词

beam collimator,oxygen-free copper,surface treatment,thermal radiation coefficient,outgassing rate

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