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澳大利亚科学家首次将用于制造超导谐振腔

2020-07-29| 发布者: www.d83w.com | 查看: 1271|原作者: 东部三维网

摘要:澳大利亚科学家首次使用3D打印制造超导谐振器2016-12-22来源:3D科学谷超导腔具有极低的RF损耗,因此在许多情况下具有潜在的使用价值。由超导材料制成的射频超导腔(称为超导腔)处于超导状态。它

澳大利亚科学家首次使用3D打印制造超导谐振器

2016-12-22来源:3D科学谷

超导腔具有极低的RF损耗,因此在许多情况下具有潜在的使用价值。由超导材料制成的射频超导腔(称为超导腔)处于超导状态。它具有低表面电阻,低损耗和高品质因数的特点。但是,其昂贵的制造价格是该技术的高门槛之一。

很长一段时间以来,材料科学家一直非常重视3D打印中打印产品的机械性能,而忽略了它们的电气性能。今天,澳大利亚墨尔本大学的科学家Daniel Creedon和他的团队正在突破3D打印超导腔,这是世界上第一个可以更快,更便宜地设计和制造新一代超导谐振器的方法。带来令人难以置信的解决方案,并扩大我们对3D打印应用程序的关注。

超导谐振器被用于越来越多的实验工具中以研究宇宙的性质。它们的目的是存储微波,使它们在共振的同时消耗尽可能少的能量。共振微波在粒子加速器中加速带电粒子,并产生高度稳定的频率,用于诸如测量光速的应用。在此过程中,微波需要与超导腔表面中的电子相互作用。因此,材料的电阻是影响腔性能的主要因素,众所周知,超导材料的电阻基本上为零。

为了研究3D打印对这些设备超导性能的影响,Creedon及其同事使用SLM选择性地激光熔化了铝粉打印技术并创建了两个腔体。与原始制造方法相比,选择性激光熔化技术速度快,成本也不如原始方法昂贵。当然,3D打印的对象的表面趋于粗糙。

此外,Creedon团队使用的铝粉的成分与标准工业铝Al-6061不同。他们使用硅粉重量比为12%(通常仅为0.8%)的铝粉。此外,它包含少量的铁(0.118%)和铜(0.003%),而通常的标准工业铝包含0.7%的铁,0.15%的铜和1.2%的镁。

测试后,这些3D打印腔在预期温度1.2开尔文下达到超导状态,其电性能与工业铝6061相似,并且3D打印过程带来的粗糙腔壁表面没有它对超导性能有重大影响。

然后Creedon团队通过抛光其中一个腔室的内表面并降低粗糙度来改善超导性能。然后,他们将其加热到770 K的温度达四个小时,然后缓慢冷却至室温。该过程从材料中去除了硅并去除了残留的硅杂质。提高。

据了解,Creedon团队打算尝试使用纯铝粉,并且还希望改善超导腔的几何形状,以印刷传统加工技术无法实现的形状。



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