超导高频腔电化学抛光装置

本发明涉及超导高频腔，更具体地涉及一种超导高频腔电化学抛光装置。

背景技术：

1、超导高频腔作为超导加速器的重要组成部分，内表面形貌将直接影响其射频性能，因此对于加工成型的裸腔，还需要通过化学抛光得到光滑、洁净的内表面。

2、目前国际上常用的化学抛光方式有两类：缓冲化学抛光和电化学抛光。与采用缓冲化学抛光工艺相比，经电化学抛光工艺处理后的超导腔内表面形貌更加光滑，表面光洁度可达到1μm量级。

3、电化学抛光最早是在1949年，由p.a.jacquet首先发现在电化学抛光的电流电压曲线中存在“电流平台”。1971年，德国西门子公司的h.diepers等人使用硫酸与氢氟酸的混合溶液对金属铌材料进行了电化学抛光处理，并发现电流震荡在提高抛光质量中的积极作用。1986年，日本高能物理研究所的k.saito等人研制出了首套应用于超导腔连续抛光的水平旋转电化学抛光装置。2017年，美国费米国家加速器实验室提出了冷电化学抛光的工艺设计，并在实践中得以证明：更低的工作温度有利于获得更加光滑的超导腔内表面。目前，电化学抛光工艺已成为超导腔表面处理过程中最主要工艺之一。

4、对于3.9ghz超导腔而言，因为其体积较小，3.9ghz 9-cell超导腔整腔长度约506mm，最小处直径仅为30mm，因此在3.9ghz超导腔的电化学抛光中，对阴极杆插入过程的准直提出了较高要求。

5、目前已知的相关电化学抛光装置的阴极杆插入装置，多为垂直方向上机械式的插入装置，使用时需要将超导腔竖起，再依靠机械系统将阴极杆插入，或在水平方向上仅靠滑轮及滑轨进行阴极杆的准直，结构复杂，操作不便。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术中的阴极杆准直的操作不便等问题，本发明提供一种超导高频腔电化学抛光装置。

2、根据本发明的超导高频腔电化学抛光装置，其包括阴极杆插入抽取准直辅助工装、阴极杆和超导腔，其中，阴极杆借助于阴极杆插入抽取准直辅助工装穿过超导腔以对超导腔进行电化学抛光处理，阴极杆插入抽取准直辅助工装包括固定的端部挡板组件和限位块，阴极杆分别穿过端部挡板组件和限位块以限制阴极杆在插入抽取过程中的移动和震动并避免磕碰超导腔的腔体内表面。

3、优选地，端部挡板组件包括透明挡板、固定柱和溢流板，其中，透明挡板和溢流板通过固定柱相连。

4、优选地，耐酸螺母穿过透明挡板上的耐酸螺丝固定孔位将端部挡板组件固定在电化学抛光装置上。

5、优选地，透明挡板具有供阴极杆穿过的圆孔，溢流板具有供阴极杆穿过的第一凹槽，固定柱为连接透明挡板和溢流板的短柱。

6、优选地，限位块由若干子块组成，各子块分别安装到电化学抛光装置上。

7、优选地，各子块共同限定供阴极杆穿过的第二凹槽。

8、优选地，耐酸螺母穿过各子块上的耐酸螺丝固定孔位将限位块固定在电化学抛光装置上。

9、优选地，超导高频腔电化学抛光装置还包括支撑板和端部密封组件，两端部挡板组件在支撑板的外侧分别通过端部密封组件安装在支撑板上，限位块位于两支撑板之间。

10、优选地，端部密封组件在透明挡板和溢流板之间具有酸液出口。

11、优选地，透明挡板为聚氯乙烯材质，固定柱和溢流板为聚四氟乙烯材质，限位块为聚氯乙烯材质。

12、根据本发明的超导高频腔电化学抛光装置，结构简单，可有效用于阴极杆插入、抽取过程中的准直，针对椭球型超导高频腔(特别是小孔径超导高频腔)电化学抛光装置，提高阴极杆插入过程中的准直性。根据本发明的超导高频腔电化学抛光装置，有效限制阴极杆安装过程中产生的震动，避免磕碰到腔体内表面，尤其是高频率的小孔径超导腔，如3.9ghz超导腔。作为模块化组件，可以根据不同的腔型进行更换，其同样适用于500mhz、650mhz、1.3ghz、1.5ghz等频率的超导腔的安装。

技术特征：

1.一种超导高频腔电化学抛光装置，其特征在于，该超导高频腔电化学抛光装置包括阴极杆插入抽取准直辅助工装、阴极杆和超导腔，其中，阴极杆借助于阴极杆插入抽取准直辅助工装穿过超导腔以对超导腔进行电化学抛光处理，阴极杆插入抽取准直辅助工装包括固定的端部挡板组件和限位块，阴极杆分别穿过端部挡板组件和限位块以限制阴极杆在插入抽取过程中的移动和震动并避免磕碰超导腔的腔体内表面。

2.根据权利要求1所述的超导高频腔电化学抛光装置，其特征在于，端部挡板组件包括透明挡板、固定柱和溢流板，其中，透明挡板和溢流板通过固定柱相连。

3.根据权利要求2所述的超导高频腔电化学抛光装置，其特征在于，耐酸螺母穿过透明挡板上的耐酸螺丝固定孔位将端部挡板组件固定在电化学抛光装置上。

4.根据权利要求2所述的超导高频腔电化学抛光装置，其特征在于，透明挡板具有供阴极杆穿过的圆孔，溢流板具有供阴极杆穿过的第一凹槽，固定柱为连接透明挡板和溢流板的短柱。

5.根据权利要求1所述的超导高频腔电化学抛光装置，其特征在于，限位块由若干子块组成，各子块分别安装到电化学抛光装置上。

6.根据权利要求5所述的超导高频腔电化学抛光装置，其特征在于，各子块共同限定供阴极杆穿过的第二凹槽。

7.根据权利要求5所述的超导高频腔电化学抛光装置，其特征在于，耐酸螺母穿过各子块上的耐酸螺丝固定孔位将限位块固定在电化学抛光装置上。

8.根据权利要求1所述的超导高频腔电化学抛光装置，其特征在于，超导高频腔电化学抛光装置还包括支撑板和端部密封组件，两端部挡板组件在支撑板的外侧分别通过端部密封组件安装在支撑板上，限位块位于两支撑板之间。

9.根据权利要求8所述的超导高频腔电化学抛光装置，其特征在于，端部密封组件在透明挡板和溢流板之间具有酸液出口。

10.根据权利要求1所述的超导高频腔电化学抛光装置，其特征在于，透明挡板为聚氯乙烯材质，固定柱和溢流板为聚四氟乙烯材质，限位块为聚氯乙烯材质。

技术总结
本发明涉及一种超导高频腔电化学抛光装置，其包括阴极杆插入抽取准直辅助工装、阴极杆和超导腔，其中，阴极杆借助于阴极杆插入抽取准直辅助工装穿过超导腔以对超导腔进行电化学抛光处理，阴极杆插入抽取准直辅助工装包括固定的端部挡板组件和限位块，阴极杆分别穿过端部挡板组件和限位块以限制阴极杆在插入抽取过程中的移动和震动并避免磕碰超导腔的腔体内表面。根据本发明的超导高频腔电化学抛光装置，结构简单，可有效用于阴极杆插入、抽取过程中的准直，针对椭球型超导高频腔(特别是小孔径超导高频腔)电化学抛光装置，提高阴极杆插入过程中的准直性。

技术研发人员：宗玥,武佳妮,陈锦芳
受保护的技术使用者：中国科学院上海高等研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22