一、概述：

系統(tǒng)組成：

該系統(tǒng)由氦制冷機(jī)、氦壓縮機(jī)、水冷機(jī)、真空泵組、溫度傳感器、控溫儀、真空腔體、KF25真空抽口、以及制冷機(jī)支架、樣品臺、樣品卡等附件共同構(gòu)成。10nm級4K液氦極低溫系統(tǒng) 低溫實(shí)驗(yàn)設(shè)備

產(chǎn)品特點(diǎn)：

1.制冷量：一級制冷7W@45K，二級制冷1.0W@4K，所需電為380V，50Hz。

2.工作壓力：<2×10^-4Pa；正常生產(chǎn)時，會經(jīng)過氦氣質(zhì)譜檢漏儀撿漏，真空度可以達(dá)到10^-4Pa，（可選10^-6Pa）依據(jù)泵的極限真空而定。

3.溫度監(jiān)控：樣品臺處設(shè)置一處溫度測量點(diǎn)，監(jiān)控并顯示樣品處的溫度。測溫精度±0.01K。

4.樣品降溫和升溫時間：制冷至4K的時間小于2.2h（腔室加大后會延長制冷時間），制冷關(guān)機(jī)后在真空下恢復(fù)到常溫的時間小于3h，該裝置采用無液氦閉循環(huán)制冷機(jī)制冷，制冷量為4K@1.0W，無負(fù)載是降溫到70K所需時間為60min，當(dāng)安裝上負(fù)載后，考慮到負(fù)載以及相關(guān)支撐裝置的冷卻，制冷時間會相應(yīng)的加長，但是依據(jù)經(jīng)驗(yàn)，該降溫時間大約在1.2h，滿足實(shí)驗(yàn)要求。

5.集成控制系統(tǒng)：控制真空系統(tǒng)、制冷機(jī)的運(yùn)行及安全反饋功能?？稍O(shè)置和顯示工作目標(biāo)參數(shù)和系統(tǒng)工作狀態(tài)，具備反饋安全控制功能。10nm級4K液氦極低溫系統(tǒng) 低溫實(shí)驗(yàn)設(shè)備

技術(shù)指標(biāo)：

震動量：＜10nm

變溫范圍：4.5K-325K （零下269.15℃-零上51℃）

測溫精度：0.01℃

真 空 度：10^-4pa

光學(xué)窗口：2只（可定制）

窗口材料：熔融石英

輸出電極：8根

二、操作流程

1：將按照所需要做的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行安裝相應(yīng)的卡具。安裝完成后按照圖紙將系統(tǒng)組件完畢。

2：使用分子泵組將分子泵組的分子泵抽氣端口和真空腔體的KF25的真空抽氣口用焊接波紋管連接在一起，打開波紋管上的高真空擋板閥，開啟分子泵組，將系統(tǒng)內(nèi)的真空度降至低于2X10^-4Pa，關(guān)閉擋板閥移除波紋管（若實(shí)驗(yàn)時不礙事可以不進(jìn)行拆除）；

3：連接控溫儀，開啟壓縮機(jī)，對系統(tǒng)內(nèi)的進(jìn)行降溫，降溫至4K以下。在控溫儀上顯示附近的溫度，以及冷頭處的溫度。

4：測試完成后，關(guān)閉壓縮機(jī)，等待系統(tǒng)自動升溫。

熱仿真分析

在降溫至4K時，制冷機(jī)的功率為1.2W，此時對整個所處環(huán)境進(jìn)行熱仿真分析，具體分析結(jié)果如下圖。

根據(jù)熱仿真結(jié)果可知，在4.2K時，溫度均勻一致。

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