Określenie zmian struktury tlenkowej powierzchni czystego niobu wywołanych wygrzewaniem w niewysokich temperaturach w próżni przy użyciu analiz XPS

• Autorzy: Kowalski K.

Warianty tytułu

EN

Determination of the surface oxide structure changes of pure niobium caused by baking in vacuum using the XPS analysis

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przeprowadzono badania struktury warstw tlenkowych utworzonych na powierzchni blachy z czystego niobu poddanej procesowi buforowanego polerowania chemicznego lub polerowania elektrochemicznego. Tego rodzaju materiał jest używany do produkcji nadprzewodzących wnęk rezonansowych w akceleratorach cząstek elementarnych. Analizę powierzchni wykonywano przy użyciu rentgenowskiej spektroskopii fotoelektronów. Określono in situ wpływ wygrzewania w próżni na strukturę powierzchni blach w temperaturach od 100 do 300 °C. Otrzymane wyniki posłużyły do stworzenia modelu, tłumaczącego niezrozumiały do tej pory efekt polepszenia własności wnęk rezonansowych wygrzewanych w próżni w temperaturze ok. 100 °C.

EN

There were performed investigations of the surface oxide structure formed on pure niobium sheets treated by the Buffered Chemical Polishing or Electro-Polishing procedures. This material is used for production of superconducting resonance cavities in accelerators of elementary particles. The analyses of surfaces were carried out by the X-ray Photoelectron Spectroscopy. It was 'in situ 'determined an effect of baking of niobium sheets in vacuum on the surface structure in temperatures from 100 to 300 °C. The obtained results helped to construct a model explaining incomprehensible up to now the effect of improving properties of superconducting cavities baked in vacuum at 100 °C.

Słowa kluczowe

PL

niob; tlenki niobu; powierzchnia; XPS

EN

niobium; niobium oxides; surface; XPS

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 74, nr 4
• Strony: 172--179
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Kowalski K.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej Zakład Inżynierii i Analiz Materiałów; al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków,

Bibliografia

• 1. Lilje L.: Experimental investigations of superconducting niobium cavities at highest radiofrequency fields, Praca doktorska, Universität Hamburg, Hamburg 2001
• 2. Visentin B.: Q-slope at high gradients: review of experiments and theories, Proc. 11th Workshop on RF-Superconductivity SRF2003, 2003, Lübeck-Travemünde, Germany, TuO01
• 3. Visentin B., Charrier J. P., Coadou B., Roudier D.: Cavity baking: A cure for the high acceleration field Q0 drop, Proc. 9th Workshop on RF-Superconductivity SRF1999, 1999, Santa Fe, USA, TUP015
• 4. Kneisel P.: Preliminary Experience with „in-situ” baking of niobium cavities, Proc. 9th Workshop on RF-Superconductivity SRF1999, 1999, Santa Fe, USA, TUP044
• 5. Safa H.: High field behaviour of SCRF cavities, Proc. 10th Workshop on RF-Superconductivity SRF2001, 2001, Tsukuba, Japan, MA008
• 6. Grundner M., Halbritter J.: XPS and AES studies on oxide growth and oxide coatings on niobium, J. Appl. Phys., vol. 51, 1980, s. 398
• 7. Daccŕ A., Gemme G., Mattea L., Parodi R.: XPS analysis of the surface composition of niobium for superconducting RF cavities, Appl. Surf. Sci., vol. 126, 1998, s. 219
• 8. Antoine C. Z., Aspart A., Berthelot M., Gasser Y., Poupeau J. P., Valin F.: Morphological and chemical studies of Nb samples after various surface treatments, Proc. 9th Workshop on RF-Superconductivity SRF1999, 1999, Santa Fe, USA, TUP035
• 9. Ma Q., Rosenberg R. A.: Surface study of niobium samples used in superconducting RF cavity production, Proc. 2001 Particle Accelerator Conference PAC2001, Chicago, USA, s. 1050
• 10. Halbritter J.: Material science of Nb RF accelerator cavities: where we stand 2001?, Proc. 10th Workshop on RF-Superconductivity SRF2001, 2001, SRF2001, Tsukuba, Japan, MAO06
• 11. Antoine C., Aspart A., Regnault S.: Surface studies: method of analysis and results, Proc. 10th Workshop on RF-Superconductivity SRF2001, 2001, Tsukuba, Japan, MA007
• 12. Kowalski K., Bernasik A., Singer W., Singer X., Camra J.: In situ XPS investigation of the baking effect on the surface oxide structure formed on niobium sheets used in superconducting RF cavity production, Proc. 11th Workshop on RF-Superconductivity SRF2003, 2003, Lübeck-Travemünde, Germany, ThP09
• 13. Briggs D., M. Seah P. (Eds.): Practical Surface Analysis, Volume 1 – Auger and X-ray Spectroscopy, Second Edition, John Wiley & Sons, 1990
• 14. Bienvenuti C., Calatroni S., Ruzinov V.: Diffusion of oxygen in niobium during bake-out, Proc. 10th Workshop on RF-Superconductivity SRF2001, 2001, Tsukuba, Japan, PR025