无氧铜表面处理在束流准直器中的应用

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。