化学研磨

巨大結晶ッアノ ら製作 空洞 機械研磨(遠心トヤャ研磨) 化学研磨を用い 高

電界 れ いる[9.2] 現状 遠心トヤャ研磨機 空洞固定グエ DDCをコセダ

い構 現時点 DDC 遠心トヤャ研磨を施 い 単

Cell DDC空洞完 後 旋盤を使い空洞やChoke 体 表面 ボケモ を行い

製作時 生 を機械的 去 後 化学研磨 研磨 120mを目標 去 化学研磨 伝統的 使われ いる研磨液を使 硝酸(HNO3) (61%), ネセ化 水素酸(HF) (46%), モン酸(H3PO4) (83%)を れ れ等 混 合わ 混酸 ある れを 空洞 入れ 化学゠セスンエ いる 硝酸 ッアノを酸化 ネセ化水素酸 ッ アノ酸化物を溶解 る モン酸 ゠セスンエ 応 を調整 るトセネ゙ヴ 役割を持 研磨 ヤパモンエ化 進 い研磨液 性を 減 る 化学研磨 化学 応式を

式 示

( 9-1 )

( 9-2 )

( 9-3 )

9.1.1 ^{化学研磨 特性}

化学研磨面 ッアノ曩 結晶粒界 大 強 依存 る 多結晶ッアノ い

化学研磨 電界 表面 関 詳 調 られ いる[9.1] 結果を

9.1 9.2 示 多結晶ッアノ空洞 場合 120 m程 研磨を う 表面

一定値 漸近 る 結晶粒 大 よ ら ゠セスンエ後 表面十

140

点 均 3 ~ 5 m 期 れる 一方 空洞 電界 研磨 去 100m以

23 ± 4MV/m 範 落 着 現 キスポヤヴクミン High Q-Slope [9.3]

れる ある いる れ 空洞赤 部 RF磁場 強い所 発熱 起 り Q 値 電界 増 指数関数的 る現象 ある 電解研磨

現象 起 る れ 120^OC×48時間 Baking 消え 40MV/m 高電界 る

[9.4][9.5] 現象を 9.3 示 一方 化学研磨 Baking 効果 弱 よう

高電界 い い 化学研磨 多結晶ッアノ 相互作用 ある 考えられ る 最終的 解明 れ い い 巨大結晶 結晶粒界ドケ 多結晶

比 ~1/1000 る Q-Slope 緩和 れる[9.6] 巨大結晶ッア

ノ 場合 化学研磨 電解研磨間並 滑ら 研磨面(Rz ~ 0.5m) 得られる

9.1 多結晶空洞 化学研磨 電界 関 参考文献[9.1] より転載 100um

研磨を え 表面 去 れ 高電界 到 る る

141

9.2 化学研磨 よる多結晶ッアノ 研磨 表面 関 参考文献[9.1]より転載

9.3 電解研磨 るQ-Slope Baking よる 消失

9.1.2 DDC トャェ化学研磨

空洞 表面 を る目的 トャェ化学研磨(120m)を行 DDC 化学研磨 様 子を 9.4 示 空洞 化学研磨液(容 3.5L)を注入 後 ゾネュン棒 研磨液を

混 ら 空洞外面 水 水をケハヤヴ冷 ら化学研磨を行 ッア ノ 水素 蔵を防 研磨液 温 25^OC 以 る を抑え 化学研磨

142

KEK 化学実験棟第4実験 チメネシヴ 中 行 Choke空洞 体 化学研磨 空洞 化学研磨液を入れ 研磨 ( 9.5) 研磨厚 齋藤 よる実験結果[9.6](

9.4) ら 研磨液 25^OC 研磨 8 m/min. ある 研磨時間 ら割り出

化学研磨後 ッアノ表面を 9.6 示

9.4 ッアノ化学研磨液 色々 組 研磨温 研磨 関 比率 硝酸

ネセ酸 りん酸 示 れ いる

9.5 化学研磨 作業風景 2 目 DDC空洞写真を示

空洞 Choke ある CP液 当 るネメング フモ゠スヤンを用い O

モンエ ゾネュン被覆Oモンエを用い いる

143

9.6 DDC 化学研磨後 写真 空洞 Choke空洞

9.1.3 ^{水素病 真空熱処理}

9.7 水素病 発生 る 険冷 温 領域 参考文献[9.8]より転載

電解研磨や化学研磨 よるトャェ研磨 れら 処理 程中 ッアノ 水素を 蔵

る よ 知られ いる[9.7][9.8] 水素を脱イケ い 空洞 極 温性能試験

を行う (特 試験 空洞 冷 遅い場合) 空洞 Q値 著 る現象 起 る 現象を水素病 ぶ 実験結果 一例を 9.7 示 通常 ッアノ中 酸 素 素 炭素 水素等 多 格子間 純物 含 れ いる れら 純物 ッア ノ曩中 固溶 いる 表面処理中 蔵 れ 水素 固溶状態 ある ッアノ れら

純物 溶解能 温 る れ る 温 150K以 り 水素

144

る溶解能 水素 固溶状態 ら 状態 相転移 ッアノ中 留 ろう る 水素 酸素 結合 ッアノ中 留 る 純 い ッアノ曩 水素病 起 い 一方 最近空洞製作 使用 いる高純 ッアノ曩

(RRR~250-300) 中 含 れる格子間 純物 い 表面処理中 蔵 れ

水素 結合 る酸素 ッアノ 直接結合(金属結合) るよう る う 出来 ッアノデ゜チメ゜チ ッアノ 比 著 超伝 特性 る 結果 RF よる発熱 増え Q 値 著 る 水素病 格子間 純物 い高純 ッアノ 曩を使 空洞 起 易い

う 現象 1990頃 ムヴュセド 発見 れ [9.7] 電解研磨 高電界 優 性 発見 れ い い当時 欧米 処理 簡単 化学研磨 主流 あ 1990 以前

ッアノ曩 純 れ 高 RRR 100-150程 あ 化学研磨 水素病

顕著 一方 電解研磨 水素病 顕著 純 いッアノ曩料(RRR~40) 起 い KEKダモケシン用 超伝 空洞 開発 問題 よ 研究 れ

い [9.9] KEK 電解研磨を使 い 空洞 後 述 る真空熱処理を行

問題 遇 る 問題 え 欧米固暼 問題 あ

European Q-disease れ あ

9.8 ッアノ 脱イケ温 参考文献[9.9]より転載

145

ッアノ 水素を 蔵 や い 真空熱処理 非常 容易 放出 る 9.8 様子

を示 [9.9] 600^OC程 水素脱イケ 起 る る KEK 熱処理時間を短

る ッアノ 再結晶温 700^OC辺 ある ッアノを再結晶 プェ ュ 表面 を十 回 る目的 750^OC×3時間 熱処理を施 いる

曓DDC れ 様 真空熱処理を施 熱処理 作コンシヴ 真空炉を使 行 真空炉 残留イケ ッアノ 純 を 化 いよう ッアノより活性 ス シン曩 作 箱 中 入れ 真空熱処理 様子を 9.9 示

9.9 ッアノ空洞 真空熱処理 様子 KEK 作コンシヴ 真空熱処理炉

9.1.4 ^化学研磨

真空熱処理 スシン パヴドヴ等 空洞面 汚 れる 汚 を 去 ネヤセク ポ ッアノ表面を作る 真空熱処理後 DDCを20m 化学研磨を行

方法 述 トャェ化学研磨 ある