High purity niobium for Tesla Test Facility

Niobium de haute pureté pour les cavités TTF

Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY, Hamburg, Germany

Abstract

High purity Nb for Tesla Test Facility (TTF) cavities should meet well specified tight requirements. The acceptance tests include the RRR measurement, microstructure analysis, analysis of interstitial and metallic impurities, hardness measurement, tensile test, examination of the surface roughness and search of clusters of foreign material inclusions. The purity of niobium can be additionally improved by a purification heat treatment (solid state gettering). Pure titanium is used for solid state gettering of TTF cavities. The RRR after post purification reaches normally values of 500-600. The properties of niobium are analyzed regarding the fabrication of high gradient superconducting cavities. The fabrication of seamless cavities by hydro-forming as alternative to standard fabrication procedure (deep drawing and electron beam welding of half cells) was taken into consideration. Fabrication of seamless tubes suitable for hydro-forming is one of the challenges in development of this technique.

Résumé

Le Niobium de haute pureté pour les cavités TTF (Tesla Test Facility) est soumis à des spécifications très précises. Les essais de réception prennent en compte les mesures de RRR, l’analyse de la microstructure, l’analyse des impuretés interstitielles et métalliques, les mesures de dureté, les essais de traction, la caractérisation de la rugosité superficielle et la recherche de clusters. La pureté du niobium peut être améliorée par un traitement thermique de purification dans l’état solide (“solid state gettering”) en utilisant du titane pur comme “getter”. Le RRR après cette post-purification atteint normalement des valeurs de 500 à 600. Les propriétés du niobium sont analysées dans l’optique de la fabrication de cavités supraconductrices à haut gradient. La fabrication de cavités sans soudure par hydro-formage en alternative à la fabrication standard (emboutissage et soudage par bombardement électronique des demi-cellules) a été étudiée. La fabrication de tubes sans soudure utilisables en hydro-formage est un des défis dans le développement de cette technique.