ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ТЕРМООБРАБОТКИ И СВАРКИ ЛИСТОВОГО НИОБИЯ НА ЕГО КРИТИЧЕСКИЕ СВЕРХПРОВОДЯЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Демьянов С.Е., Канюков Е.Ю., Поболь И.Л., Юревич С.В., Батурицкий М.А., Ширков Г.Д., Будагов Ю.А., Азарян Н.И.

Цель Изучить влияние электронно-лучевой сварки на сверхпроводящие характеристики ниобия, используемого для изготовления одноячеечного модуля СВЧ- резонатора 2

Объект исследования 0.1 и 0.2 – контрольные образцы (не подвергались термическому воздействию) 1.1 и 1.2 – образцы после термического воздействия электронным лучом (проплавленные поперек пластины) 2.1 и 2.2 – сварное соединение, полученное с помощью электронно-лучевой сварки двух ниобиевых пластин 3

Подготовка образцов 1, 6 – токовые контакты 2–5 – потенциальные контакты 7 – зона проплавки или сварного соединения 4

Контроль сверхпроводящих характеристик Измерение электрофизических и магнитных характеристик в интервале температур K и магнитных полей ±2Тл проводилось на резистивной вставке универсальной измерительной системы «Liquid Helium Free High Field Measurement System» фирмы «Cryogenic Ltd» 5

Основные изучаемые параметры Температура окончания сверхпроводящего перехода (T K ) Ширина температурного перехода (ΔT K ) Критическое магнитное поле сверхпроводника (В к ) Ширина магнитного перехода (ΔB K ) 6

Параметрм Значение TKTK ~8,8 K ΔTKΔTK ~0,55-0,6 K Вк Вк ~0,5 Тл ΔBKΔBK ~ 0,15 Тл Контрольные образцы 7

Образцы проплавленные электронным лучом Параметр Значение TKTK ~8,6 K (8,8 K) ΔTKΔTK ~0,65-0,7 K (0,6 K) Вк Вк ~0,4 Тл (0,5 Тл) ΔBKΔBK ~0,2-0,25 Тл (0,15 Тл) 8

Сварное соединение Параметр Значение TKTK ~8,6 K (8,8 K) ΔTKΔTK ~0,65-0,7 K (0,6 K) Вк Вк ~0,4 Тл (0,5 Тл) ΔBKΔBK ~0,2-0,25 Тл (0,15 Тл) 9

Анализ Параметр КонтрольныйПроплавленный Сваренный TKTK ~8,8 K~8,6 K ΔTKΔTK ~0,55-0,6 K~0,65-0,7 K Вк Вк ~0,5 Тл~0,4 Тл ΔBKΔBK ~ 0,15 Тл~ 0,2-0,25 Тл Характеристики проплавленных и сваренных образцов полностью идентичны, что вполне естественно, т.к. ниобий является сверхпроводником I рода и пиннингования вихрей в области неоднородностей после термической обработки не происходит Незначительное ухудшение параметров сверхпроводимости проплавленных и сваренных образцов по отношению к контрольным не будет являться критичным для эксплуатационных характеристик одноячеечного резонатора (при условии создания качественного шва по всему периметру резонатора) 10

Вывод Проведенные исследования свидетельствуют, что незначительные ухудшения сверхпроводящих свойств ниобиевых образцов при их проплавлении электронным пучком или электронно- лучевой сварке не являются принципиальными для изготовления резонаторов и не окажут влияние на их СВЧ-характеристики 11

Спасибо за внимание! Исследование выполнено в рамках НИР "Испытания криостатирующей системы и обеспечение СВЧ-измерений одноячеечного сверхпроводящего ниобиевого резонатора для линейного ускорителя электронов" на основании договора от 22 февраля 2012 г. по контракту 200/1130 от г. с ГКНТ Республики Беларусь 12