介绍

纯净的二氧化碳雪喷射通过其独特的机械效应，热效应和化学效应的组合来松散和去除不同类型的表面污染物。清洁过程是局部的，温和的，干燥的，没有残留物，不需要额外的清洁剂。离开喷嘴的液体二氧化碳的自发松弛导致具有45％雪的雪/气体混合物和194.3K（-78.9℃）的温度。该射流被超音速氮气包围，首先使射流加速并聚焦，其次防止湿气在清洁物体上凝结。清洁效果基于热机械和化学机械力。前者是由三种效应产生的：由于快速冷却（震动 - 冻结）造成的污染，由于雪晶体的高动量撞击表面造成的强大的压力和剪切力以及由于500倍的强烈冲洗升华后体积增加。可以去除直到100nm的颗粒。当撞击表面的高动量雪粒部分在撞击点处熔化时，发生化学机械力。在液相中，二氧化碳是非极性化学品的良好溶剂，尤其是碳氢化合物和有机硅。因此，冲击冷冻的热效应与雪强度直接相关，而机械效应取决于射流的速度和角度，化学效应取决于晶体的动量。如果污染物和基材之间的热梯度很高，则可获得最佳的清洁效果。为了避免再次污染，必须有一个有效且明确的排气系统。总之，二氧化碳干冰清洗的优点是：

•干洗过程中，

•无清洁剂，

•去除颗粒和薄膜污染物，

•无污染残留物。

为了实现未来加速器（如XFEL，ILC等）的高梯度，无需场发射装载，必须采用高级清洁和处理程序。 表面污染物如颗粒，碳氢化合物等和机械损伤如划痕已被证明会导致增强的场发射限制了加速结构的可用梯度。 虽然用超纯水进行高压冲洗已被证明是减少型腔强化场发射的强大技术，但干冰清洗可能具有额外的清洁潜力。 此外，它避免了湿腔表面，增强了对二次污染的敏感性。 它应该适用于陶瓷（耦合器窗口），而不会失去早期调节的效果。 由于这些特性，干冰清洗被认为对于使用其功率耦合器对水平组装腔体进行最终处理非常有吸引力。

干冰清洁应该非常适合用于水平清洁s.c.腔。 因此，清洁1-3格腔体的设置是针对水平清洁而设计的，不同于任务5.4的建议。 2005年，使用现有喷杆的水平运动单元和一个新的运动单元开始运行（图2）。 由于DESY加速器HERA意外修理工作导致的人力问题，清洁单元的复杂控制系统显着延迟。 直到今天，这种延迟还不能得到补偿。

在干冰喷射操作期间从腔体移除热量使得有必要应用加热器系统以避免腔体的冷却和冻结。 已经考虑了几个选项。 关于洁净室的要求和简单的装配，对IR加热器系统的原型进行了测试。 经过第一次运行测试后发现，加热功率不足。 此外，清洁集成的加热和排气箱后的组装过程复杂化。 必须开发，构建和安装一个新的优化的高功率IR加热器专用设计。 这导致在应用程序调试期间出现延迟。 六个月。 新的加热器系统完全符合其要求，并且几乎不会冻结腔体，可以连续进行干冰清洗。

为了满足日常操作的人身安全要求，安装了气体报警系统。在安装阶段，调试继续按照特殊的安全要求进行。最近新的直径较小的毛细管进行了测试，以减少空腔的冷却和二氧化碳的消耗。前者对于在内表面保持高温度梯度以获得最佳清洁效率非常重要。减少的CO2消耗增加了一组压力瓶的可用时间，并且通常在安全方面是优选的。自2006年11月起，使用直径减小12％的毛细管。此外，腔体与其真空和射频连接（“天线”）的组装过程通过简单但有效的新夹具进行了改进。在2005年和2006年，干冰清洗系统的试运行成功继续。为了系统测试和腔体的射频测量，清洁了几个腔体。其他样品已经过清洁和测试（WP 6.3）。清洁参数和型腔结果将在下一章中讨论。

尽管取得了如此良好的结果，但制备九细胞清洗设备的准备工作需要与Fraunhofer制造工程与自动化研究所的干冰清洗专家一起仔细重新研究喷嘴系统和清洗参数 IPA，斯图加特）。 这将持续到2007年中。此外，与WP6.3密切合作，还将对各种铌材料进行进一步的样品测量。

结论

干冰清洗已显示出成功清洗样品和SRF单电池腔体的能力。 尽管如此，对于多单元应用来说，结果并不像必要的那样可重复。 在不久的将来的后续步骤将是上述对清洁参数的评估以及对腔体清洁期间关键条件的理解。 更多的腔体测试是以确认和优化初步清洁参数组。 尽管多室清洁设备明显延迟，但这是成功构建下一代设备的必要先决条件。 腔体清洁的可重复性对于设想的应用是必须的。 计划对现有设备进行小规模的技术改造。 气压瓶的额外加热器将避免瓶子冷却以稳定操作期间的CO2压力。

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