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脉管制冷技术的研究及应用

邱利民  蒋彦龙  甘智华  陈国邦  
【摘要】:脉管制冷机没有低温下的运动部件,具有布置方式灵活,便于实现紧凑结构, 制造成本低等突出优点,因此在低振动、低电磁噪声(EMI)等高标准场合具有很高的应用价值。在多项国家自然科学基金及与德国吉森大学、日本大阪市立大学等单位开展广泛国际合作的基础上,浙江大学制冷与低温研究所深入进行了脉管制冷机的研究与应用工作。在单级脉管制冷机方面,目前获得的最低制冷温度为14.7 K,这是目前G-M型单级脉管制冷机的最低温度纪录。该制冷机在20 K和80 K分别具有10 W和100W制冷量,可望在超导磁体冷却等方面获得应用。在多级脉管制冷机方面,目前最低制冷温度达2.17K,在4.2 K获得的最大制冷量为960 mW,制冷效率达1.50×10-4;最高制冷效率为1.58×10-4,优于同类国外产品达20%。该制冷机已在德国应用于超导Josephson 效应1V及10V电压标准的冷却获得成功。此外,还开展了采用混合工质的脉管制冷机研究工作,力图在4 K,20 K及80 K温区获得更高的制冷效率并已取得重要进展。

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