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[发明专利]一种铜铌复合射频超导谐振腔的制备方法-CN202111197158.9有效
发明人：皇世春;何源;翟浩银;徐孟鑫;张升学;杨自钦;郭浩;刘鲁北;李春龙;王志军 -专利权人：中国科学院近代物理研究所;兰州瑞源机械设备有限公司
申请日： 2021-10-14 - 公布日： 2023-08-25 - 主分类号： H05H7/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种铜铌复合超导谐振腔的制备方法。该方法包括下述步骤：1)制备纯铌超导腔；2)对步骤1)制备的纯铌超导腔内外表面依次进行机械抛光、清洗液清洗、超声波超纯水清洗、酸液抛光、清除材料表面的残酸；清洗残酸后的超导腔外表面依次还进行喷砂和反镀电清洗处理；3)纯铌超导腔外表面铌铜间共晶键结合结构的制备：a、在纯铌超导腔外表面电铸过渡金属层：b、在所述过渡金属层的金属表面电铸铜；c、将铌‑过渡层金属‑铜层真空高温退火，通过过渡金属在铜和铌层产生原子间共晶键结合；4)在步骤3)制备的超导腔外表面的铜层上电铸厚铜层；5)对步骤4)制备得到的超导腔外表面精加工，即得所述铜铌复合超导谐振腔。
一种复合射频超导谐振腔制备方法

[发明专利]一种无液氦射频超导加速器-CN202110895550.4有效
发明人：杨自钦;何源;蒋天才;白峰;王志军;郭浩;徐孟鑫;张升学;刘鲁北;陈伟龙;皇世春;吴安东;初青伟;张军辉;谭腾;张生虎 -专利权人：中国科学院近代物理研究所
申请日： 2021-08-05 - 公布日： 2023-07-21 - 主分类号： H05H7/20 文献下载
摘要：本发明涉及一种无液氦射频超导加速器，其带电粒子束流经注入系统产生和引出，经束流传输系统被引入到加速模组，功率源系统向加速模组提供射频功率，低电平与控制系统监测运行、维持超导腔内的电磁场幅度和相位稳定，带电粒子在加速模组内得到加速后，再经束流传输系统被引入应用终端。本发明通过固体传导的方式对超导腔进行冷却，使超导腔在低温下稳定运行，加速带电粒子束流，摆脱当前射频超导加速腔只能浸泡在液氦里的冷却方式，省去结构复杂的液氦浸泡冷却恒温器和造价昂贵占地规模大的液氦低温站，价格便宜、占地面积小、结构简单、布局紧凑、运维方便等优点，能够显著降低射频超导加速器的应用难度，大大拓展射频超导加速器的应用范围。
一种无液氦射频超导加速器

[发明专利]一种超导腔表面铜层的增材方法-CN202211655749.0在审
发明人：杨自钦;何源;孙文;李潞;皇世春;孙训东;徐孟鑫;罗迪迪;邱丰 -专利权人：先进能源科学与技术广东省实验室;中国科学院近代物理研究所;广东省科学院新材料研究所
申请日： 2022-12-22 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： C23C28/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种超导腔表面铜层的增材方法，依次包括以下步骤：S1：准备粉末状的钎焊材料；S2：采用冷喷涂将钎焊材料以固态成型的方式沉积到超导腔外表面，形成钎焊层，所述钎焊层的厚度为0.1‑0.5mm，所述超导腔的表面为铌层；S3：在钎焊层的表面电镀铜，形成铜涂层；S4：对铌层、钎焊层和铜涂层构成的复合层进行退火。本发明将热导率高的钎焊材料通过冷喷涂在超导腔外表面形成钎焊层，再在钎焊层上电镀形成铜层，在超导腔外表面获得低氧化性、不易开裂和分层的复合涂层，该铜层、钎焊层和铌层之间的结合强度高，同时使超导腔具有良好的散热性能。
一种超导表面方法

[发明专利]一种超导电子加速装置、废水处理系统和方法-CN202211261383.9在审
发明人：何源;杨自钦;张军辉;蒋天才;白峰;李春龙;王志军;李璐;邱丰;刘鲁北;张升学;徐孟鑫;郭浩;孙列鹏;高郑;陈奇;张生虎;王玥 -专利权人：先进能源科学与技术广东省实验室;中国科学院近代物理研究所
申请日： 2022-10-14 - 公布日： 2023-04-04 - 主分类号： C02F1/30 文献下载
摘要：本发明公开了一种超导电子加速装置、废水处理系统和方法，装置包括机架、设置在机架上的超导腔、屏蔽组件、功率源组件和制冷组件；所述屏蔽组件用于给所述超导腔提供真空环境，所述超导腔设置在屏蔽组件内；所述制冷组件包括伸入屏蔽组件内的一级冷头和二级冷头，所述一级冷头和二级冷头连接，所述超导腔表面设有导冷块，所述二级冷头通过柔性冷链与导冷块连接；所述功率源组件用于向超导腔提供功率，在超导腔内建立射频电磁场，以对超导腔内的电子束进行加速；所述超导腔体连接有与之相通的真空管道，所述真空管道用于将电子束输入所述超导腔，以及将电子束从超导腔输出。本发明装置结构简单，成本较低，方便进行维护，废水处理效果好。
一种超导电子加速装置废水处理系统方法

[发明专利]一种实现铜铌复合超导腔固体传导冷却的方法-CN202211620042.6在审
发明人： 徐孟鑫;张升学;何源;皇世春;杨自钦;刘鲁北;王志军;黄玉璐;王若旭;刘通;蒋天才;李春龙 -专利权人：中国科学院近代物理研究所
申请日： 2022-12-15 - 公布日： 2023-03-28 - 主分类号： H01B12/16 文献下载
摘要：本发明公开一种实现铜铌复合超导腔固体传导冷却的方法。本发明所述方法不仅可使复合超导腔脱离液氦环境，杜绝压力波动带给复合超导腔的不稳定性的情况，而且在保证超导腔具有较好的超导性、机械稳定性的同时，还降低了现有维持复合超导腔运行的冷却结构的复杂程度，减少了复合超导腔体总体制造成本。
一种实现复合超导固体传导冷却方法

[发明专利]一种铌三锡薄膜超导腔外表面高热导率铜层的增材方法-CN202211664484.0在审
发明人：杨自钦;何源;孙文;李璐;皇世春;邱丰;孙训东;徐孟鑫;罗迪迪 -专利权人：中国科学院近代物理研究所;先进能源科学与技术广东省实验室;广东省科学院新材料研究所
申请日： 2022-12-22 - 公布日： 2023-03-28 - 主分类号： C23C24/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种铌三锡薄膜超导腔外表面高热导率铜层的增材方法。所述增材方法包括如下步骤：S1、在Nb3Sn薄膜超导腔外表面冷喷涂钎焊材料涂层；S2、在所述钎焊材料涂层表面电镀铜涂层；S3、经退火处理，即实现铜层的增材。本发明提供的增材方法，高压喷涂有益于促进涂层形成颗粒与基体及颗粒与颗粒间的结合，从而确保涂层质量和涂层与Nb3Sn薄膜超导腔外壁铌材的高结合强度。喷涂前铌基体的表面打磨抛光处理有利于界面间清洁度和后续喷涂的结合状态。同时，退火处理能极大提高中间钎料层与铌和电镀铜层的结合强度。在本发明的工艺条件下，能在Nb3Sn薄膜超导腔基体表面获得低氧化、高结合强度的大厚度的钎料/铜复合涂层。
一种铌三锡薄膜超导外表高热导率铜层方法

[发明专利]一种射频超导谐振腔模组及射频超导谐振腔制备方法-CN202211598245.X在审
发明人：皇世春;何源;徐孟鑫;张升学;李春龙;刘通;郭浩;刘鲁北;杨自钦;王志军;谭腾;万玉琴;张生虎 -专利权人：中国科学院近代物理研究所
申请日： 2022-12-14 - 公布日： 2023-03-21 - 主分类号： H05H7/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于氦迫流冷却和高热导材料传导冷却的射频超导腔模组。该射频超导腔模组包括超导腔和低温制冷系统；所述超导腔由内到外依次为超导腔本体、过渡金属层、氦冷却管路、高导热材料金属层。氦冷却管路的两端具有与低温制冷系统两相流管路法兰相匹配的法兰。两相流氦(液和气)在迫流状态下从所述低温制冷系统经外连管路由氦冷却管路的入口端进入氦冷却管路，通过整个氦冷却管路后，再从氦冷却管路的出口端通过另一外接管路回流到所述低温制冷系统中，形成闭循环冷却；而无液氦管路区域的超导腔内表面射频损耗产出的热量，则通过超导腔外表面高导热金属层完成向管路内迫流氦的导热，从而实现超导腔的非液氦浸泡式冷却。
一种射频超导谐振腔模组制备方法

[发明专利]复合结构超导谐振加速腔的制备方法及超导谐振加速腔-CN202110647653.9有效
发明人：何源;詹文龙;杨自钦;皇世春;徐孟鑫;游志明;张生虎 -专利权人：中国科学院近代物理研究所
申请日： 2021-06-10 - 公布日： 2022-11-15 - 主分类号： C25D7/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种复合结构超导谐振加速腔的制备方法及超导谐振加速腔，该制备方法包括：高超导性能材料的衬底超导腔制备步骤；衬底超导腔电镀前的后处理的步骤；衬底超导腔外表面电镀高导热材料的步骤；高超导性能、高导热材料复合结构超导腔的后处理的步骤；该超导谐振加速腔采用上述制备方法制作而成。本发明从现有的技术出发，通过在衬底超导腔外表面电镀的方式，实现高超导性能材料与高导热材料材料组成的复合结构超导谐振加速腔。
复合结构超导谐振加速制备方法

[发明专利]一种提高超导腔机械稳定性的方法-CN202210640231.3在审
发明人： 徐孟鑫;刘通;王若旭;黄玉璐;张升学;河源;刘鲁北;皇世春;杨自钦;王志军;蒋天才;李春龙 -专利权人：中国科学院近代物理研究所
申请日： 2022-06-08 - 公布日： 2022-08-30 - 主分类号： B23P15/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种提高超导腔机械稳定性的方法。本发明提高超导腔机械稳定性的方法，包括如下步骤：(1)用RRR值大于30的高纯铌板制备超导腔；(2)通过有限元仿真分析，确定超导腔表面覆铜位置的无氧铜件尺寸；(3)根据所述超导腔不同覆铜部位的尺寸、样式，制造多个与超导腔不同部位匹配的无氧铜件；(4)清洗焊接面后，在覆铜位置通过钎焊的方式焊接(3)中所述的无氧铜件。采用本发明方法加工制造的超导腔，可以提升超导腔机械稳定性，有效降低超导腔的频率氦压敏感度(df/dp)，洛伦兹失谐系数(LFD)及外界振动的影响；而且可以采用传导冷却的方法来对超导腔进行冷却，提升超导腔体的热稳定性。
一种提高超导机械稳定性方法

[发明专利]一种半镂空微波谐振腔及其制作方法与模具-CN202210377950.0在审
发明人：罗迪迪;何源;谭腾;潘峰;吴安东;张磊;徐孟鑫;张军辉;白峰;刘鲁北 -专利权人：中国科学院近代物理研究所
申请日： 2022-04-12 - 公布日： 2022-07-22 - 主分类号： H01P7/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种半镂空微波谐振腔及其制作方法与模具。本发明微波谐振腔包括腔体，所述腔体的外壁上开设有多个凹槽。所述凹槽的横截面为圆形、多边形或任意不规则形状。多个所述凹槽在所述腔体的外壁上呈点状均匀分布。本发明微波谐振腔的腔壁外设置的多个凹槽可以有效的增大冷却液接触面积或降低冷却液与内壁距离，在不显著降低腔的机械强度的前提下，更有效地将腔内壁的产热传导到冷却液中，从而更有效的冷却谐振腔，进而降低热损耗导致的正反馈效应，既而提高微波谐振腔整体的运行稳定性。
一种镂空微波谐振腔及其制作方法模具

[发明专利]一种微波谐振腔-CN202210252841.6在审
发明人：罗迪迪;何源;谭腾;潘峰;吴安东;徐孟鑫;张军辉;白峰;刘鲁北 -专利权人：中国科学院近代物理研究所
申请日： 2022-03-15 - 公布日： 2022-07-08 - 主分类号： H05H7/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种微波谐振腔。本发明微波谐振腔包括腔体和位于腔体内壁的表面的膜层，所述膜层由能够导热的电介质材料制成。本发明微波谐振腔内部膜层结构具有一定的热导率，可以更有效的将导电壁热点处产生的热量导到远离发热点的低温处，从而降低热点处的最大温升，进而降低热损耗导致的正反馈效应；内部膜层为电介质，不导电，与微波电磁场几乎不互相作用，故不会产生额外的热损耗；既而提高微波谐振腔整体的运行稳定性；内壁镀上化学性质稳定的电介质膜还可以起到保护作用，如硼化镁化学性质不稳定，遇水容易分解，无法进行高压超纯水清洗等处理方法，增加电介质膜后，可以对谐振腔内壁起到保护作用。
一种微波谐振腔

[实用新型]超导腔真空密封法兰及射频超导腔-CN202220510995.6有效
发明人：王若旭;徐孟鑫;何源;刘通;张升学;刘鲁北;蒋天才;黄玉璐;李春龙;王志军 -专利权人：中国科学院近代物理研究所
申请日： 2022-03-09 - 公布日： 2022-07-01 - 主分类号： H05H7/20 文献下载
摘要：本实用新型涉及一种超导腔真空密封法兰及射频超导腔，超导腔真空密封法兰包括如下部件：密封法兰本体，所述密封法兰本体的密封面为刀口密封面；过渡转接，其为管状结构，所述过渡转接的外壁与所述密封法兰本体的环形空腔内壁固定连接，内壁与射频超导腔本体的端部外壁固定连接。该射频超导腔所采用的真空密封法兰，可以显著降低密封结构的制作成本，并提高射频超导腔的真空密封可靠性，提高射频超导腔的装配效率。
超导真空密封法兰射频

[发明专利]超导腔真空密封法兰、射频超导腔及其制备方法-CN202210230629.X在审
发明人：王若旭;徐孟鑫;何源;刘通;张升学;刘鲁北;蒋天才;黄玉璐;李春龙;王志军 -专利权人：中国科学院近代物理研究所
申请日： 2022-03-09 - 公布日： 2022-05-06 - 主分类号： H05H7/20 文献下载
摘要：本发明涉及一种超导腔真空密封法兰、射频超导腔及其制备方法，包括如下部件：密封法兰本体，所述密封法兰本体的密封面为刀口密封面；过渡转接，其为管状结构，所述过渡转接的外壁与所述密封法兰本体的环形空腔内壁固定连接，内壁与射频超导腔本体的端部外壁固定连接。该射频超导腔所采用的真空密封法兰，可以显著降低密封结构的制作成本，并提高射频超导腔的真空密封可靠性，提高射频超导腔的装配效率。
超导真空密封法兰射频及其制备方法

[发明专利]一种基于高导热材料和高射频性能超导材料复合板的射频超导谐振腔及其制备方法-CN202110648823.5有效
发明人：何源;皇世春;杨自钦;徐孟鑫;张升学;张生虎;王志军;郭浩;李春龙 -专利权人：中国科学院近代物理研究所
申请日： 2021-06-10 - 公布日： 2022-04-26 - 主分类号： B23P15/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于高导热材料和高射频性能超导材料复合板的射频超导谐振腔的制备方法。该方法包括下述步骤：1)双层材料A/B复合板准备；2)腔体零部件成型；3)机加工制作法兰；4)除干净真空电子束焊缝区域的材料B；5)零部件超纯水清洗、超声波清洗和晾干；6)零部件材料A表面电子束焊接前酸洗约5‑10微米；7)酸洗后的零部件的超纯水清洗、超声波清洗和晾干；8)整腔零部件真空电子束焊接；9)整腔焊缝区域覆材料B，即得。
一种基于导热材料射频性能超导复合板谐振腔及其制备方法

[发明专利]基于COMSOL的超导腔优化方法、系统、设备和介质-CN202111440025.X在审
发明人：张磊;徐孟鑫;刘鲁北;王锋锋;王志军;张斌;何源 -专利权人：中国科学院近代物理研究所
申请日： 2021-11-30 - 公布日： 2022-03-15 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于COMSOL的超导腔优化方法、系统、设备和介质，方法包括以下步骤：构建超导腔的三维初始模型，并定义相关变量、区域或边界条件；在超导腔中引入射频功率，并对洛伦兹力引起的超导腔形变量和频率改变量进行计算，根据频率改变量计算洛伦兹失谐因子；当计算得到的洛伦兹失谐因子大于设计值时，则对超导腔进行以超导腔壁厚为参数的参数化建模，得到不同参数扫描超导腔壁厚与洛伦兹失谐因子的曲线，选择洛伦兹失谐因子低于设计要求值的最小值所对应的超导腔模型，作为超导腔的最优模型；否则输出当前超导腔模型作为超导腔的最优模型。本发明可以广范应用于超导加速腔及加速器领域。
基于 comsol 超导优化方法系统设备介质

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