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超低温超深冷箱

简要描述:超低温超深冷箱,深冷设备是一种专门用于制冷和冷冻的设备。它能够提供极低的温度和深度冷却,以满足科学研究、工业生产和疗应用等领域对超低温环境的需求。

更新时间:2023-11-24

所属分类:超深冷

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详情介绍
  超低温超深冷箱是一种专门用于制冷和冷冻的设备。它能够提供极低的温度和深度冷却,以满足科学研究、工业生产和疗应用等领域对超低温环境的需求。
 
  一、研究进展
 
  近年来,随着科技的发展和人们对超低温环境需求的增加,超低温超深冷箱的研究取得了显著进展。主要体现在以下几个方面:
 
  1. 制冷技术:研究人员通过改进制冷系统的设计和材料,提高了它的制冷效率和稳定性。例如,采用磁悬浮轴承、液氮制冷等先进技术,使得制冷系统的能效得到大幅提升。
 
  2. 控制系统:为了确保超低温超深冷箱在不同环境下的稳定运行,研究人员开发了先进的温度控制和监测系统。这些系统可以实时监测箱内温度、湿度和其他环境参数,并根据需要进行调整,以保证实验条件的一致性和可靠性。
 
  3. 安全性能:由于它的工作环境极为恶劣,因此其安全性能至关重要。研究人员在这方面做了很多工作,如采用防爆设计、防止结霜等措施,以确保用户在使用过程中的安全。
 
  4. 应用领域拓展:除了传统的科学研究领域外,它的应用范围也在不断拓展。例如,在生物药领域,研究人员利用超低温超深冷箱进行细胞培养、疫苗制备等实验;在工业生产中,可用于金属加工、半导体制造等领域。
 
  二、技术原理
 
  超低温超深冷箱的技术原理主要是通过制冷循环来实现降温。其基本结构包括:蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀等组件。具体工作原理如下:
 
  1. 蒸发器:蒸发器是制冷循环的第一个环节,负责吸收箱内的热量并将其转化为制冷剂的汽化潜热。通常采用液态制冷剂作为工质,通过压缩使其变为高温高压气体。
 
  2. 压缩机:压缩机是制冷循环的核心部件,负责将高温高压气体压缩成低温低压气体。在这一过程中,制冷剂的热量被大量吸收,从而实现降温。
 
  3. 冷凝器:冷凝器是制冷循环的第二个环节,负责将低温低压气体中的热量释放给周围环境,使其变为液体。这一过程通常采用风冷或水冷的方式进行散热。
 
  4. 膨胀阀:膨胀阀是制冷循环的调节部件,负责控制制冷剂在冷凝器和蒸发器之间的流量和压力。通过改变膨胀阀的开度,可以实现对箱内温度的精确控制。
 
  三、应用领域
 
  1. 科学研究:在生物学、化学、物理学等领域具有广泛的应用价值。例如,在生物学研究中,研究人员可以利用它进行细胞培养、蛋白质纯化等实验;在材料科学中,研究人员可以利用它制备高性能金属材料。
 
  2. 工业生产:在半导体制造、金属加工等领域具有重要应用价值。例如,在半导体制造过程中,可以用于晶圆生长、薄膜沉积等工艺;在金属加工中,可用于铝合金、钛合金等材料的淬火处理。
 
  3. 疗应用:随着生物学技术的不断发展,超低温超深冷箱在疗领域也越来越受到关注。例如,在神经外科手术中,生可以使用它保存患者的组织样本,以便后续研究;在疫苗制备中,研究人员可以利用它进行病毒灭活、疫苗保存等实验。
 
  超低温超深冷箱
 
  常见的应用工业方面
 
  a.冲压、锻压、挤压模具的冲针(凸模)、顶针。
 
  b.切削刀具、钻头、铰刀、丝攻、锯片。
 
  c.加工机械及零件。
 
  d.轴承、齿轮、活塞、连杆、曲轴…等等。
 
  (2)产品方面。
 
  a.枪管。
 
  b.汽车引擎。
 
  c.马达、线圈。
 
  d.哥尔夫球头。
 
  e.棒球杆。
 
  f.刀片、刀具。
 
  g.乐器。
 
  h.缝针。
 
  i.容器…等等。
 

       超低温超深冷箱
 
  超深冷处理实验
 
  试验方法:
 
  (1)芯棒工件,材料为GCr15(轴承钢)。
 
  (2)正常淬火及150℃低温回火。
 
  (3)深 冷 温 度 分 别 :-120℃ 、-140℃ 、-160℃和-196℃。
 
  (4)保温时间:分别有2h、4h、8h、和16h 4时间。
 
  (5)深冷处理后再经过稳定处理程序。
 
  (6)分别测定其硬度。深冷处理的芯棒与同批未经深冷处理的芯棒分别作耐磨试验测定其寿命,并用显微放大镜分别观察处理工艺不同的模具的磨损形貌
 
  冷处理在 18 世纪就已被瑞士人应用于钟表制造业,而深冷处理直到 1937 年才被世人所认识。 在美国、前苏联及日本等国,不但把深冷技术用于高速钢、 轴承钢、 模具钢, 以提高材料的耐磨性和强韧性,进而提高工件的整体使用寿命,同时还利用深冷技术对硬质合金、铝合金、铜合金、塑料玻璃等进行深冷改性。 目前国内外对深冷处理的研究着重于生产应用, 但对其提高工件性能的机理研究较少且不全面。
 

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