CN113373404B - 一种铜基厚壁Nb3Sn薄膜超导腔及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铜基厚壁Nb3Sn薄膜超导腔及其制备方法，属于超导技术领域。本发明的铜基厚壁Nb3Sn薄膜超导腔的制备方法，包括如下步骤：(1)采用锡蒸汽扩散法由纯铌超导腔制备铌基Nb3Sn薄膜超导腔；(2)在所述铌基Nb3Sn薄膜超导腔外表面沉积铜层；(3)在沉积了铜层的铌基Nb3Sn薄膜超导腔外表面电镀无氧铜，即得到所述铜基厚壁Nb3Sn薄膜超导腔。该方法通过在铌基Nb3Sn薄膜超导腔外表面以电镀无氧铜的方式制备得到铜基厚壁Nb3Sn薄膜超导腔，成功避免了铜熔点低无法生成高质量Nb3Sn薄膜的缺点；且电镀的无氧铜致密度高、孔隙率低、热反应小。

Description

一种铜基厚壁Nb3Sn薄膜超导腔及其制备方法
技术领域
本发明涉及超导技术领域，具体涉及的是一种铜基厚壁Nb3Sn薄膜超导腔及其制备方法。
背景技术
降低制造成本与运行成本是基于射频超导加速器的大科学装置的亟需发展需求；稳定运行则是当前和未来高能量、高流强射频超导加速器应用共同面对的关键物理问题与重要限制因素。射频超导加速器的核心部件是射频超导加速谐振腔(以下简称为超导腔)，当前的超导腔主要采用RRR(剩余电阻率比值，表征材料的纯度)>300的高纯铌材制造(称为：纯铌超导腔)，且受限于铌材较低的导热能力，纯铌超导腔的壁厚一般不超过3mm。与纯铌超导腔相比，Nb3Sn薄膜超导腔不但可以工作于更高的温度4.2K，还具有运行于两倍纯铌腔加速梯度的潜力，大幅度降低射频超导加速器的运行成本与建造成本。
受益于铜的良好导热能力，铜基厚壁Nb3Sn薄膜超导腔则可提供更好的机械稳定性和热稳定性，非常有利于射频超导加速器的长期稳定运行，是当前最符合射频超导大科学装置迫切需求的射频超导新技术。但是，高质量Nb3Sn的生成需要高于930℃的高温环境。因此，受限于无氧铜较低的熔点，国际上通过直接在无氧铜衬底腔内表面生长高质量的Nb3Sn薄膜的尝试全部失败。因此，同时兼顾高机械稳定性、高热稳定性、高射频性能的铜基厚壁Nb3Sn薄膜超导腔的研制亟待取得突破。
发明内容
本发明提供了一种铜基厚壁Nb3Sn薄膜超导腔及其制备方法，本发明的方法通过在铌基Nb3Sn薄膜超导腔外表面以电镀无氧铜的方式制备得到铜基厚壁Nb3Sn薄膜超导腔，成功避免了铜熔点低无法生成高质量Nb3Sn薄膜的缺点；且电镀的无氧铜致密度高、孔隙率低、热反应小。
本发明首先提供了一种铜基厚壁Nb3Sn薄膜超导腔的制备方法，包括如下步骤：
(1)采用锡蒸汽扩散法由纯铌超导腔制备铌基Nb3Sn薄膜超导腔；
(2)在所述铌基Nb3Sn薄膜超导腔外表面沉积铜层；
(3)在沉积了铜层的铌基Nb3Sn薄膜超导腔外表面电镀无氧铜，即得到所述铜基厚壁Nb3Sn薄膜超导腔。
上述的制备方法，所述锡蒸汽扩散法为本领域已知的方法，如按照下述文献中的方法进行：Sam Posen,Understanding and overcoming limitation mechanisms inNb3Sn superconducting RF cavities，美国Cornell大学博士论文，2015年。
上述的制备方法，步骤(2)中，所述沉积铜层的方法为电火花沉积方法；
所述铜层的厚度为20μm～1mm；具体可为20μm。
所述铜层与所述铌基Nb3Sn薄膜超导腔外表面之间的结合力不低于50MPa。
上述的制备方法，所述电火花沉积方法中，沉积电压为0～360V，具体可为 80～240V；更具体可为180V；沉积频率为0～100000Hz，具体可为10～1000Hz；更具体可为200Hz；沉积电容为30μF～50×30μF，具体可为30μF～14×30μF。
上述的制备方法，所述电火花沉积方法中，所述铌基Nb3Sn薄膜超导腔以 1～8000r/min的转速旋转；具体的，所述转速为2～50r/min。
上述的制备方法，所述电火花沉积方法中所用纯铜电极棒长度为5～80mm，具体可为80mm；直径为2～20mm，具体可为10mm。
上述的制备方法，步骤(3)中，以所述沉积了铜层的铌基Nb3Sn薄膜超导腔作为阴极，以磷铜加工的圆筒作为阳极进行电镀；
所述电镀的电镀液为铜电镀液；
所述电镀的电压为3～10V；具体可为5V。
所述电镀的无氧铜的厚度不低于6mm；具体可为6～10mm，更具体可为9mm。
上述的制备方法中，所述制备方法还包括电镀无氧铜后对所述铜基厚壁Nb3Sn薄膜超导腔进行后处理的步骤；
所述后处理的步骤包括依次对铜基厚壁Nb3Sn薄膜超导腔进行超声清洗、晾干、钝化、超声清洗、晾干、超纯水冲洗、吹干和对其外表面进行机械打磨的步骤；
具体的，所述钝化是将所述铜基厚壁Nb3Sn薄膜超导腔置于钝化液中进行浸泡；所述钝化液为浓度30～50g/L重铬酸钾溶液；具体的，所述重铬酸钾溶液用冰醋酸调 pH值至3～3.5。
所述浸泡的温度为室温；所述浸泡的时间为1～5分钟；具体可为1～3分钟。
所述室温为本领域技术人员公知，一般为15～40℃。
所述吹干具体可为用高纯氮气快速吹干。
上述的制备方法中，在沉积铜层之前还包括对所述铌基Nb3Sn薄膜超导腔依次进行超声清洗、晾干、轻度抛光处理、超声清洗、晾干、高压纯净水冲洗和晾干的步骤；
具体的，所述轻度抛光处理的抛光厚度为10～40μm，具体可为20μm；
所述轻度抛光处理的方法具体可采用化学抛光处理，采用的酸液是由质量分数40％的氢氟酸、质量分数65％的硝酸和质量分数85％的磷酸按1：1：2体积比组成的混合酸液。
上述的制备方法中，所述纯铌超导腔采用RRR>300、厚度为1.5～3.0mm的高纯铌板加工而成；
所纯铌超导腔的制备方法为本领域已知的方法，如按照下述文献中的方法进行制备：The International Linear Collider Technical Design Report 2013，Volume 3.I:Accelerator R&D。
所述检漏采用无油真空泵组。
所述纯铌超导腔采用1.5～3.0mm的高纯铌板是为了通过减少超导腔的壁厚来降低铌材的热阻。
步骤(1)中还包括对所述纯铌超导腔依次进行检漏、超声清洗、晾干、内表面抛光处理、超声清洗、晾干、高温除气、超声清洗、晾干、内外表面抛光处理、超声清洗、晾干、高压纯净水冲洗和晾干的步骤；
具体的，所述内表面抛光处理的厚度为80～150μm，具体可为120μm；所述内外表面抛光处理的厚度为10～40μm，具体可为20μm；
所述内外表面抛光处理和所述内外表面抛光处理的方法具体可采用化学抛光处理，采用的酸液是由质量分数40％的氢氟酸、质量分数65％的硝酸和质量分数85％的磷酸按1：1：2体积比组成的混合酸液；
所述高温除气具体可在真空炉内加热；所述加热的升温速率可为1～6℃/分钟；温度可为600-850℃；保温时间可为2～10小时；真空小于1x10-3 Pa。
上述的制备方法中，所述超声清洗在有超纯水的超声波清洗池中进行；
超声清洗液为Micro-90、Citranox或Liqui-Nox；
所述超声清洗液的加入量为每升超纯水加入10～20ml超声清洗液；
所述超声清洗的时间不低于40分钟，水温50～60℃，超声功率密度为25～35 W/gal；
所述超声清洗在不低于万级的洁净环境中进行。
所述高压纯净水冲洗采用的纯净水的压力为80～100psi；所述高压纯净水冲洗在不低于百级的洁净环境中进行。
本发明还提供了上述的制备方法制备得到的铜基厚壁Nb3Sn薄膜超导腔。
上述的铜基厚壁Nb3Sn薄膜超导腔在制备射频超导加速器中的应用也属于本发明的保护范围。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
蒸汽扩散法是当前最好的铌基Nb3Sn薄膜超导腔制备方法，而在铌基Nb3Sn薄膜超导腔外表面电镀厚壁无氧铜则可成功避免铜熔点低无法生成高质量Nb3Sn薄膜的缺点；且电镀的无氧铜致密度高、孔隙率低、热反应小；本发明的方法可批量生产成本低，能够在显著增加超导腔的机械稳定性与热稳定性的前提下兼顾铜基厚壁Nb3Sn薄膜超导腔的良好射频性能，在下一代射频超导大科学装置及当前未来加速器小型化产业应用方面具有明显优势。
附图说明
图1本发明方法流程图。
图2为本发明电镀过程结构示意图。
图3为生长Nb3Sn薄膜的X射线衍射图谱。
图4为1.3GHz single cell Nb3Sn薄膜超导腔电镀无氧铜前后在4.2K下性能对比图。
图5为电镀无氧铜后1.3GHz single cell Nb3Sn薄膜超导腔赤道处的温升被束管处的温度探头同步反应。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
本发明的制备方法流程图见图1。
实施例1、铜基厚壁Nb3Sn薄膜超导腔的制备
1、铌基Nb3Sn薄膜超导腔的制备
(1)准备1只采用RRR>300、厚度为2.0mm的高纯铌板加工而成的纯铌超导腔；该纯铌超导腔按照下述文献中的方法进行制备：The International Linear ColliderTechnical Design Report 2013，Volume 3.I:Accelerator R&D；
(2)对步骤(1)中的纯铌超导腔进行真空检漏；
检漏所用泵组须为无油泵组，纯铌超导腔各个密封法兰及焊缝处漏率需要低于1×10-10mbar·L/s；此步检漏是为了确保纯铌超导腔焊缝及各个法兰面无漏点，确保后续结合力良好铜层沉积、电镀过程中空气及电镀液不会进入衬底超导腔内部，污染衬底超导腔内表面，影响衬底超导腔性能；
(3)将经上述真空检漏完成的纯铌超导腔进行超声清洗、晾干；
所述超声清洗、晾干的具体方法如下：将纯铌超导腔放置于超声波清洗池内，加入超声清洗液，用超纯水超声清洗60分钟，水温55℃，超声功率密度为30W/gal；然后用超纯水把纯铌超导腔内外表面冲洗干净、晾干；
超声清洗液一般为Micro-90、Citranox或Liqui-Nox；其用量为每升超纯水加入15ml超声清洗液；本实施例具体所用的超声清洗液为Micro-90超声清洗液；超声清洗在不低于万级的洁净环境中进行；
本步操作是为了去除纯铌超导腔内表面可能的污染，不影响下一步的化学抛光处理；
(4)对清洗后的纯铌超导腔内表面进行化学抛光处理，抛光厚度约为120μm；化学抛光处理采用的酸液是由质量分数40％的氢氟酸、质量分数65％的硝酸和质量分数85％的磷酸按1：1：2体积比组成的混合酸液；
此步操作是为了去除加工制造过程中对纯铌超导腔内表面形成的机械损伤层，避免损伤层影响后续的Nb3Sn薄膜生长，对超导腔低温下射频性能的影响；
(5)将经化学抛光处理的纯铌超导腔进行超声清洗、晾干；该步骤操作和条件与步骤(3)相同；
此步操作是为了去除化学抛光过程中在纯铌超导腔内外表面可能留下的残酸污染退火炉或者扩散进超导腔材料内部，影响其热导及后续Nb3Sn薄膜生长；
(6)将经上述步骤的纯铌超导腔放入真空炉内加热，进行高温除气处理；所述加热的升温速率为3℃/分钟，加热至800℃、真空小于1x10-3Pa的条件下保温3小时；
此步操作是为了去除纯铌超导腔壁残留的应力以及对腔壁材料进行除气处理；
(7)对完成上述步骤的纯铌超导腔进行超声清洗、晾干；所述超声清洗、晾干的操作和条件与步骤(3)相同；
(8)对经上述步骤处理的纯铌超导腔内外表面均进行化学抛光处理，所述抛光厚度为20μm；所述化学抛光用的酸液配方与步骤(4)相同；
此步操作是为了去除纯铌超导腔内外表面在退火降温过程中吸附残余气体形成的污染层，防止污染层在后续Nb3Sn生长阶段扩散进腔壁铌材深处，降低其热导；
(9)对完成上述步骤的纯铌超导腔进行超声清洗、晾干后，进行高压纯净水冲洗，所述高压纯净水冲洗采用的纯净水的压力为100psi；所述高压纯净水冲洗在不低于百级的洁净环境中进行；将冲洗后的纯铌超导腔放置于百级洁净间晾干，所述晾干的时间不低于12小时；
所述超声清洗、晾干的操作和条件与步骤(3)相同；
(10)将纯铌超导腔放入镀膜腔室，采用锡蒸汽扩散法制备铌基Nb3Sn薄膜超导腔；所述铌基Nb3Sn薄膜超导腔按照下述文献中的方法进行制备：Sam Posen, Understandingand overcoming limitation mechanisms in Nb3Sn superconducting RF cavities，美国Cornell大学博士论文，2015年；
2、铌基Nb3Sn薄膜超导腔外表面结合力良好铜层的制备；由于铜铌不互溶，因此如果直接在铌基Nb3Sn薄膜超导腔外表面电镀无氧铜，电镀铜层和腔外表面之间的结合力无法满足实用需求；因此本步处理主要是通过在铌基Nb3Sn薄膜超导腔外表面先沉积一层结合力良好的铜层，再在铜层外表面电镀无氧铜，解决电镀铜层和铌基 Nb3Sn薄膜超导腔外表面之间结合力不足的问题；具体制备步骤如下：
1)对铌基Nb3Sn薄膜超导腔进行超声清洗、晾干；此步操作是为了去除铌基Nb3Sn薄膜超导腔在取出镀膜腔室以及运输过程中可能造成的污染；该步骤超声清洗、晾干的操作和条件与上述步骤(3)相同；
2)采用氟胶圈把铌基Nb3Sn薄膜超导腔的所有出口均严格密封；此步操作是为了确保后续对铌基Nb3Sn薄膜超导腔外表面抛光过程中，酸液不会进入铌基Nb3Sn薄膜超导腔内部而腐蚀Nb3Sn薄膜；
3)对铌基Nb3Sn薄膜超导腔外表面进行轻度抛光处理；所述抛光厚度为20μm；所述化学抛光用酸液配方上述步骤(4)相同；本步操作是为了使铌基Nb3Sn薄膜超导腔外表面各处具有相同的表面特性，方便后续结合力良好铜层的沉积；
4)将经完成上述步骤的铌基Nb3Sn薄膜超导腔密封面全部打开，并对铌基Nb3Sn 薄膜超导腔内外表面进行超声清洗、晾干；随后对铌基Nb3Sn薄膜超导腔内表面进行高压纯净水冲洗、晾干；随后在百级洁净环境内把铌基Nb3Sn薄膜超导腔所有法兰口均严格密封，防止后续电镀过程中电镀液进入腔内造成污染；
超声清洗、晾干的操作和条件与上述步骤(3)相同；
5)在铌基Nb3Sn薄膜超导腔外表面沉积结合力良好的铜层；铜层的厚度可为20 μm～1mm；本实施例具体的厚度为20μm；铜层与铌基Nb3Sn薄膜超导腔外表面之间的结合力不低于50MPa；铜层的沉积采用电火花沉积方法。
本实施例中，该步骤的具体操作和条件如下：
①将铌基Nb3Sn薄膜超导腔加持在工装上，腔体在工装控制下按照设定速度旋转，转速为50r/min；
②电火花沉积电源为商用电源，包括电源本体和焊枪，焊枪前段夹持电极并能输出氩气保护气体；
③准备好纯铜电极棒(纯度≥99.99％)，长度80mm，直径
Figure BDA0003109784380000061
电极为正极，腔体接负极；
④将焊枪夹持在夹持结构上，并将夹持结构固定在驱动系统上，实现焊枪电极围绕铌基Nb3Sn薄膜超导腔外表面的旋转运动及周期性放电，最终实现电极材料在铌基 Nb3Sn薄膜超导腔外表面的沉积；
⑤上述沉积电压为180V；上述沉积频率为200Hz；上述沉积电容为210μF；
6)用保鲜膜将经上述步骤处理的铌基Nb3Sn薄膜超导腔所有法兰口以及全部外表面包裹住，洁净保存；所述保存环境为不低于万级的洁净环境。
3、铌基Nb3Sn薄膜超导腔外表面电镀无氧铜(电镀过程结构示意图见图2)，具体步骤如下：
把外表面沉积了结合力良好铜层的铌基Nb3Sn薄膜超导腔装配在电镀槽上，小心揭开铌基Nb3Sn薄膜超导腔外表面的保鲜膜，把铌基Nb3Sn薄膜超导腔作为阴极，把环绕在铌基Nb3Sn薄膜超导腔周围的由纯度为99.95％(质量分数)的磷铜加工的圆筒作为阳极，然后把电镀溶液注入电镀槽，直至电镀溶液液位面高于铌基Nb3Sn薄膜超导腔；所述电镀液可以从很多试剂厂家购买，本实施例所用电镀液为硫酸型光亮铜电镀液，购自深圳沈工新科科技有限公司；
让铌基Nb3Sn薄膜超导腔在电机带动下，以每分钟30转的速度沿轴向方向进行匀速旋转，然后打开电源使得阴阳极之间的电压为5V，在铌基Nb3Sn薄膜超导腔外表面电镀无氧铜，至铌基Nb3Sn薄膜超导腔外表面电镀的无氧铜各处厚度均为9mm 时，停止电镀；得到铜基厚壁Nb3Sn薄膜超导腔。
4、铌基Nb3Sn薄膜超导腔外表面电镀无氧铜之后的后处理，此阶段主要目的是去除电镀铜层外表面的残留镀液，得到外表面光滑、平整的铜基厚壁Nb3Sn薄膜超导腔，具体步骤如下：
a、将铜基厚壁Nb3Sn薄膜超导腔超声清洗、晾干；此步主要是去除残留在电镀无氧铜层上的电镀溶液残留；超声清洗、晾干的操作和条件与上述步骤(3)相同；
b、将清洗后的铜基厚壁Nb3Sn薄膜超导腔放置于由重铬酸钾(浓度为40g/L)、冰醋酸(用于调pH值，目标pH值为3～3.5)配制成的室温溶液中进行2分钟的钝化处理；此步是为了防止电镀铜层外表面发生氧化而影响其导热能力；
c、将完成上述步骤的铜基厚壁Nb3Sn薄膜超导腔放置于超声波清洗池(不低于万级的洁净环境)内超声清洗，用超纯水将电镀超导腔内外表面均冲洗干净，然后用高纯氮气将超导腔内外表面快速吹干；
超声清洗的操作和条件与上述步骤(3)相同；
d、对铜基厚壁Nb3Sn薄膜超导腔外表面进行机械打磨，去除电镀铜层上的尖锐凸起等缺陷，得到光滑平整的外表面。
实施例2、铜基厚壁Nb3Sn薄膜超导腔性能测试
将实施例1制备得到的铜基厚壁Nb3Sn薄膜超导腔进行了如下测试：一.X射线衍射(见图3)分析表明，生长的Nb3Sn薄膜只含有高度纯净的Nb3Sn相，无任何其他杂相，表现出薄膜的高质量。二.4.2K～2K低温下进行射频性能测试：1.测试发现电镀铜层之前的洛伦兹失谐系数LFD为-2.7182Hz/(MV/m)2，液氦氦压波动对其频率影响为df/dp＝-102.77Hz/mbar，当其外表面电镀厚度为9mm的铜层后，其洛伦兹失谐系数减小为-0.6368Hz/(MV/m)2，df/dp＝-18.7Hz/mbar，机械稳定性得到显著提高(见图 4)；2.电镀铜层后，腔赤道位置处的温升能够被赤道位置的温度探头同步响应，说明其良好的热稳定性(见图5)；3.由图4可知，电镀铜层之前超导腔在4.2K下的Q值为9e9，最大加速梯度为16.02MV/m，电镀铜层之后超导腔在4.2K下的Q值为7.9e9，最大加速梯度为16.11MV/m，说明外表面电镀铜层兼顾了Nb3Sn薄膜超导腔的良好射频性能。
上述洛伦兹失谐系数的定义为：由于腔内磁场与腔壁上的电流相互作用产生的力，作用在腔壁上，使腔壁产生形变，从而使超导腔发生频率偏移。具体的测量方法为：在低温下保持超导腔周围液氦的氦压不变，增大超导腔内的场强，则超导腔的频率变化随超导腔内部场强的比值即为洛伦兹失谐系数。上述液氦氦压波动对超导腔频率影响df/dp的定义为：由于超导腔周围液氦压力的变化施加到超导腔外壁导致其微变形，微变形会导致超导腔的频率随之变化，超导腔频率变化量与液氦压力变化量之间的比值为df/dp。上述超导腔在4.2K下的Q值表示超导腔的内表面在一定的加速梯度下对应的腔壁损耗大小，其定义为Q＝ωU/P，其中ω为超导腔的谐振圆频率，U为超导腔内的储能，P为超导腔内表面的功率损耗，通过测量超导腔储能随时间的衰减情况就可以得到衰减时间，进而得到超导腔在不同的加速梯度下的Q值。

Claims (11)

1.一种铜基厚壁Nb3Sn薄膜超导腔的制备方法，包括如下步骤：
(1)采用锡蒸汽扩散法由纯铌超导腔制备铌基Nb3Sn薄膜超导腔；
(2)在所述铌基Nb3Sn薄膜超导腔外表面沉积铜层；
步骤(2)中，所述沉积铜层的方法为电火花沉积方法；
所述铜层的厚度为20μm～1mm；
所述铜层与所述铌基Nb3Sn薄膜超导腔外表面之间的结合力不低于50MPa；
(3)在沉积了铜层的铌基Nb3Sn薄膜超导腔外表面电镀无氧铜，即得到所述铜基厚壁Nb3Sn薄膜超导腔；
步骤(3)中，以所述沉积了铜层的铌基Nb3Sn薄膜超导腔作为阴极，以磷铜加工的圆筒作为阳极进行电镀；
所述电镀的电镀液为铜电镀液；
所述电镀的电压为3～10V；
所述电镀的无氧铜的厚度不低于6mm；
所述制备方法还包括电镀无氧铜后对所述铜基厚壁Nb3Sn薄膜超导腔进行后处理的步骤；
所述后处理的步骤包括依次对铜基厚壁Nb3Sn薄膜超导腔进行超声清洗、晾干、钝化、超声清洗、晾干、超纯水冲洗、吹干和对其外表面进行机械打磨的步骤；
在沉积铜层之前还包括对所述铌基Nb3Sn薄膜超导腔依次进行超声清洗、晾干、轻度抛光处理、超声清洗、晾干、高压纯净水冲洗和晾干的步骤。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述电火花沉积方法中，沉积电压为0～360V；沉积频率为0～100000Hz；沉积电容为30μF～50×30μF；
所述铌基Nb3Sn薄膜超导腔以1～8000r/min的转速旋转。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述电火花沉积方法中，沉积电压为80～240V；沉积频率为10～1000Hz；沉积电容为30μF～14×30μF；
所述铌基Nb3Sn薄膜超导腔以2～50r/min的转速旋转。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述电镀的无氧铜的厚度为6～10mm。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于：电镀无氧铜后对所述铜基厚壁Nb3Sn薄膜超导腔进行后处理的步骤中，所述钝化是将所述铜基厚壁Nb3Sn薄膜超导腔置于钝化液中进行浸泡；所述钝化液为由浓度30～50g/L重铬酸钾溶液；
所述浸泡的温度为室温；所述浸泡的时间为1～5分钟；
所述吹干为用高纯氮气快速吹干。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于：在沉积铜层之前还包括对所述铌基Nb3Sn薄膜超导腔进行处理的步骤中，所述轻度抛光处理的抛光厚度为10～40μm；
所述轻度抛光处理的方法采用化学抛光处理，采用的酸液是由质量分数40％的氢氟酸、质量分数65％的硝酸和质量分数85％的磷酸按1：1：2体积比组成的混合酸液。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述纯铌超导腔采用RRR>300、厚度为1.5～3.0mm的高纯铌板加工而成；
步骤(1)中还包括对所述纯铌超导腔依次进行检漏、超声清洗、晾干、内表面抛光处理、超声清洗、晾干、高温除气、超声清洗、晾干、内外表面抛光处理、超声清洗、晾干、高压纯净水冲洗和晾干的步骤。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述内表面抛光处理的厚度为80～150μm，所述内外表面抛光处理的厚度为10～40μm；
所述内外表面抛光处理和所述内外表面抛光处理的方法采用化学抛光处理，采用的酸液是由质量分数40％的氢氟酸、质量分数65％的硝酸和质量分数85％的磷酸按1：1：2体积比组成的混合酸液；
所述高温除气在真空炉内加热；所述加热的升温速率为1～6℃/分钟；温度为600-850℃；保温时间为2～10小时；真空小于1x10-3 Pa。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述超声清洗在有超纯水的超声波清洗池中进行；
超声清洗液为Micro-90、Citranox或Liqui-Nox；
所述超声清洗液的加入量为每升超纯水加入10～20ml超声清洗液；
所述超声清洗的时间不低于40分钟，水温50～60℃，超声功率密度为25～35W/gal。
10.权利要求1-9中任一项所述的制备方法制备得到的铜基厚壁Nb3Sn薄膜超导腔。
11.权利要求10所述的铜基厚壁Nb3Sn薄膜超导腔在制备射频超导加速器中的应用。
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