摘要

采用超纯水高压冲洗是SRF腔体化学或电化学表面处理后经过充分验证的标准清洗步骤。 干冰清洗是一种强大的附加清洁选择，取决于升华 - 脉冲方法。 颗粒和薄膜污染物，尤其是碳氢化合物，在没有残留物的情况下被去除。 此外，干冰清洗提供了对装备齐全的腔体进行最终水平清洁的可能性，因为在清洁过程中不存在水。 单细胞腔的水平清洁试验显示出有希望的高梯度，高Q值性能，但是场发射仍然是限制作用。 在这些测试的基础上，安装了一个新的红外加热器模块，以保持二氧化碳射流和模腔表面之间的高温梯度。

引言尽管已经对腔体制备程序进行了许多改进，但是场发射仍然限制了超导腔体的高梯度。 必须采用先进的最终清洁步骤和处理程序，以避免表面污染，如颗粒和碳氢化合物等。使用超纯水进行高压冲洗是减少场发射的有效方法，但干冰清洗可能具有额外的清洁潜力。 干冰清洗避免了湿腔表面，去除碳水化合物，适用于陶瓷，因此可以使用功率耦合器清洁腔体。 保持腔体表面温暖，从而在单腔腔体上产生有希望的测试结果。

干冰清洗与高压水冲洗相比，机械效应是主要的清洁贡献，干冰清洗还提供热和化学效应作为清洁效果。在喷嘴中放松液态二氧化碳，导致雪/气混合物在194 K的温度下具有约45％的降雪率。为了确保加速并聚焦二氧化碳流，超音速喷射器环绕着溪流。

同时，防止腔体表面上的湿气凝结。机械清洁效果基于污染物的震动冻结，雪晶体的强烈冲击和升华后体积增加500倍。污染变脆并开始从表面剥落。当雪粒撞击表面并在撞击点熔化时，会发生化学清洁效果。液态CO2是一种良好的溶剂，尤其适用于碳氢化合物和硅。实现最佳清洁过程，必须在射流和表面之间达到高的热梯度。在清洁过程中保持腔体温度（20° - 30°C）至关重要。此外，需要足够的排气系统来降低洁净室环境中的CO2和N2速率。

安装在清洁过程中，空腔由电机驱动转动，喷嘴杆在水平方向上移动。 与干冰清洗设备的第一次设置相比，我们将喷嘴的方向改为水平方向，以便在安装位置测试带有空腔的干冰清洗机

以前的加热装置效率不高，需要更多的加热器功率。 现在安装了一个市售的红外加热器系统，该系统带有8个波形短波双管加热器，最大功率为5.6千瓦。 波长优化到腔体表面（1.0 Pm - 1.4Pm）。 利用该波长的加热功率，在清洁过程中腔体不会在外表面上结霜。 用测量温度。

排气系统确保无污染的二氧化碳浓度在洁净室中，并使颗粒远离空腔。 洁净室大气，洁净室风机和排气系统中的CO2和O2浓度由安全联锁系统控制，如果这些组分或浓度中的一个失效或过高，它会自动停止供气。 由于当气体喷射开启并且喷嘴杆移动到腔中时腔 - 凸缘区域中的湍流，观察到颗粒发射的增加。 因此必须监测粒子速率。

 在BCP或EP之后和干冰清洁之前，没有对腔进行进一步的清洁步骤。 将空腔储存在洁净室 - 空气下或保持在真空下并用颗粒过滤的N 2排气。 在所有测试中，实现了高于或等于30MV / m的最大梯度。 测试表明，对于1.3 GHz的超导腔，典型的Q值在2 K时高于1010。 高Q值表明DIC不会污染内腔表面。 优化的清洁和处理程序导致RF测试，具有高达38 MV / m的梯度，受到击穿的限制。 场发射仍然是限制因素，但很可能由腔体组装期间的颗粒污染引起。 图5显示了Q0 / Eacc图中的测试结果。

内容已经表明，为了在RF测试中获得高性能，不需要先前的清洁步骤，例如施加到腔体的高压水冲洗。 新型红外加热器具有最佳波长和管式加热器的轮廓对齐，可在CO2射流和腔表面之间提供高热梯度。 建立安全联锁以控制气体浓度。 场发射是一个限制因素，但肯定是由腔体最终组装过程中的颗粒污染引起的。 如果操作者通过小心操作避免腔的凸缘区域中的湍流并且尽可能地保持气流层流，则清洁过程中的颗粒污染本身几乎可以忽略不计。 然而，必须监测颗粒。