Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern für Resonatoren

 

Hochfrequenzresonatoren, die eine Vielzahl von Hohlkörpern umfassen, werden insbesondere bei Teilchenbeschleunigern eingesetzt, die elektrische und/oder magnetische Felder dazu verwenden, um geladene Teilchen auf hohe Energien zu beschleunigen. Die Herstellung eines Einkristall-Resonators ist ein viel versprechender Schritt zu besserer Leistungsfähigkeit. Die Erfindung zeigt, dass es möglich ist die vorhandenen Einkristalle zu passender Form zu gestalten, ohne diese zu zerstören. Außerdem wachsen beim Elektronenstrahlschweißen, unter Berücksichtigung der Kristall-Orientierungen, die Einkristalle zusammen. Eine Methode zur Fertigung von einzelligen und mehrzelligen Resonatoren aus Niob-Einkristallen ist entwickelt und erprobt worden.

Problemestellung & Innovation

Konventionell werden supraleitende Resonatoren aus polykristallinem Niob-Blechmaterial gefertigt. Die Korngrenzen reduzieren jedoch bei der chemischen Behandlung die Qualität der inneren Oberfläche und damit die Beschleunigungsfeldstärke.
Momentan ist die Industrie nicht imstande Niob-Einkristalle in der ausreichenden Größe zu liefern.
Die hierfür benötigte technologische Weiterentwicklung steht jetzt patentrechtlich geschützt für industrielle Anwendungen zur Verfügung.
Bei dem patentierten Verfahren werden Resonatoren aus dem Niob-Einkristall gebaut. Dieses Material hat keine Korngrenzen und daher eine spiegelglatte Oberfläche nach dem Beizen.

Nutzen

  • Defektfreie Kristallstruktur
  • Verbindungen der Hohlkörper verursachen keinen Spannungsverlust
  • Bei Elektronenstrahlschweißen wachsen die Einkristalle zusammen