超导腔在运行过程中,微波场仅能穿透表面几十纳米的厚度。因此()面的状况成为制约超导腔性能的关键因素之一。本论文主要围绕着新型超导腔表面处理技术——缓冲电抛光开展了系统的研究,为缓冲电抛光的发展迈出了关键性的一步。工作内容包括以下几个部分:　　作为超导腔缓冲电抛光的预研,工作首先基于样品实验完成了对缓冲电抛光反应机理的系统研究,为缓冲电抛光技术在超导腔上的应用奠定基础。研究主要包括:系统的研究了缓冲电抛光过程中阴、阳极化曲线与阴阳极之间I-V曲线的关系,指出阴极对抛光过程的影响;对缓冲电抛光反应过程进行了研究,在实验上发现了缓冲电抛光过程中阳极表面固体膜的存在,并利用旋转圆盘电极对缓冲电抛光的动力学进行了系统的研究,证明了缓冲电抛光中扩散层及扩散作用的存在,明确指出缓冲电抛光过程属于扩散和传荷机制共同作用下的混合控制,完善对缓冲电抛光反应机制的认识;实验和理论相结合,得出了铌在缓冲电抛光反应过程中的化合价态,这一结果也为超导腔实际抛光过程中抛光速率的估算提供了理论依据;系统分析了缓冲电抛光过程中相关参数,如温度、流速抛光厚度、阴阳极距离在缓冲电抛光中的作用,指出优化缓冲电抛光所需的条件;开展了缓冲电抛光后样品的表面形貌的分析,指出了缓冲电抛光的潜力;此外,对缓冲电抛光溶液配制方式和存放条件作了深入探讨,明确指出不当的配制或存放环境可能导致的溶液炭化或酯化现象的发生,从而影响溶液的特性。　　在对缓冲电抛光微观抛光机制深入理解的基础上,基于可拆卸腔,开展了缓冲电抛光和传统电抛光在超导腔尺度上的宏观范围的电化学反应过程的研究。利用可拆卸腔,研究了竖直缓冲电抛光和传统电抛光过程中,超导腔内部不同位置的I-V特性曲线,指出了不同位置之间的差异;研究了阴极形状对缓冲电抛光及传统电抛光的影响,指出阴极形状导致的初始电场分布对缓冲电抛光和传统电抛光过程的影响,解释了目前传统电抛光过程中赤道与iris抛光速率的差异;明确的指出阴极面积对超导腔电抛光过程的影响;在对缓冲电抛光机理的充分理解,并考虑到电场分布、阴极面积、流速分布等因素的前提下,针对缓冲电抛光,优化设计了环状电极,对缓冲电抛光起到了很好的效果;进一步的实验证明,环状电极对传统电抛光也有积极的作用,使赤道与iris的抛光速率接近一致;分析并指出了外部冷却对超导腔缓冲电抛光技术的重要作用;对竖直缓冲电抛光过程中上下表面的差异进行了实验研究。　　在深入的研究了缓冲电抛光的电化学过程之后,开展了对缓冲电抛光后处理工艺的系统研究。通过对目前国际上常用的后处理技术,如高压水冲洗,高温去氢处理,120℃低温烘烤,轻微BCP处理等技术对缓冲电抛光超导腔的影响的研究,建立的一套完整缓冲电抛光后处理工艺。通过对缓冲电抛光技术本身及后处理工艺的优化,超导腔的梯度最终达到了28.4MV/m。超导腔的性能最后由quench所限制,但quench点具有较高的品质因子Q0,为1.2×1010。随店的分析表明,quench很可能由原始表面缺陷引起,如果采用更好原始表面的超导腔,超导腔性能会有进一步的提高的空间。　　此外,论文还介绍了在缓冲电抛光实际应用中与超导腔性能密切相关的一些物理问题的研究和分析。主要包括:基于样品实验,对经缓冲电抛光处理的样品的场致发射进行了研究,通过与其他方式处理样品的场致发射的比较,证明了场致发射中电场增强模型的正确性;通过对氧化层厚度与场致发射关系的研究,解释了场致发射与低温baking的关系;实验研究了竖直电抛光过程中对阴极产生气体的控制,证明了网状结构来限制气体的方法的可行性,并设计了空心吸气阴极,并起到了较好的效果,为竖直抛光提供了新的思路:此外,还研究了缓冲电抛光过程中气体划痕对其性能的影响等。