为了有效抑制聚四氟乙烯(PTFE)材料表面电荷积聚、进一步提升其沿面耐压性能，采用射频产生氮等离子体对其表面进行等离子体浸没离子注入。注入过程中改变射频功率、脉宽、脉冲幅值等参数实现对PTFE样品表面的不同改性效果。通过测试其注入前后的X射线光电子能谱、表面形貌、表面电阻率、表面电位衰减特性、表面陷阱能级及其密度分布，较为系统地研究了不同注入参数对聚四氟乙烯样品表面成分、表面电荷积聚和消散特性的影响。结果表明：注入过程中，氮离子主要通过自身动能促使聚四氟乙烯材料表面分子结构发生破裂和重组来实现表面改性而并非通过化学反应引入新成分，注入氮离子的动能以及数量是决定表面改性效果的主要因素。随着射频源功率增加，射频源对氮气利用效率得到提升，其处理效果饱和点由100 W射频功率下的20 cm³/min升至400 W射频功率下的30 cm³/min，相应表面电阻率由100 W-10 cm³/min条件下的最大值 $ 3.3\times {10}^{16}\;\mathrm{\Omega }/\mathrm{m}{\mathrm{m}}^{2} $降至400 W-30 cm³/min条件下的最小值 $ 1\times {10}^{15}\;\mathrm{\Omega }/\mathrm{m}{\mathrm{m}}^{2} $，并且表面电荷消散速度由6%增加至68%，同时积聚量最多减少了18.6%。另外，随着外施脉冲电压由3 kV-25 μs升至7 kV-75 μs,表面电阻率最多下降了89%，表面电荷消散速度由4%增加至58%，积聚量最多减少了23.7%。进一步分析表明，经氮离子注入处理的聚四氟乙烯材料表面陷阱能级变浅，加速了表面电荷脱陷，而降低的表面电阻率也促进了脱陷的表面电荷沿面传导，最终使得表面电荷消散加快。

设计并搭建了一套高精度的磁场测量和补偿系统，并结合中国科学院高能物理研究所（IHEP）的2K超导腔垂直测试平台对1.3 GHz 单加速间隙超导腔的磁通排出效应开展了实验研究：利用研制的磁场测量和补偿系统能够精密地测量超导腔赤道位置磁场，并能够将磁场补偿至小于5.0×10^?8 T；并对超导腔不同表面温度梯度下的磁通排出效应进行了测量分析；对钉扎了磁场的超导腔进行了射频性能测试，研究了超导腔电阻对磁通钉扎的敏感度，以及在不同电场梯度下超导腔的表面电阻变化情况。结果表明，研制的高精度磁场测量和补偿系统能够满足超导腔磁通排出研究的需求；高的超导腔表面温度梯度有利于磁通的排出；磁通钉扎电阻的敏感度随着加速电场梯度的增加而增大，导致超导腔的性能下降。此实验研究也为后续超导腔的研制奠定了一定基础。

为了抑制聚四氟乙烯材料表面电荷积聚，采用射频产生氮等离子体对其表面进行等离子体浸没离子注入以改善其表面性能。对注入前后的聚四氟乙烯材料样品进行了X射线光电子能谱分析（XPS）、傅里叶红外光谱测试（FTIR）、水接触角测量、表面电阻率测量以及表面电位衰减测量，并基于等温表面电位衰减理论对其表面陷阱能级和密度分布进行了计算，以分析聚四氟乙烯样品经离子注入处理后其表面成分和物理性能的变化，并研究了这些变化对聚四氟乙烯样品表面电荷积聚和消散特性的影响。结果表明：氮离子注入后，聚四氟乙烯材料表面化学成分的主要变化是自身分子结构的破坏和转化，部分CF₂结构转变为CF和CF₃结构，导致样品表面陷阱能级变浅；水接触角升至140°左右，比未处理样品上升了约27°，表面电阻率降至3×10¹⁵ Ω，比未处理样品下降了两个数量级；表面电晕放电1 min后，经氮离子注入处理的聚四氟乙烯材料表面积聚电荷量减少，消散速度加快，这是因为表面陷阱能级变浅有利于表面电荷脱陷，同时表面电阻率降低也促进了表面电荷沿面传导的消散过程，聚四氟乙烯样品表面陷阱能级分布曲线也证实了这一论点。