10nm級4K液氦極低溫系統(tǒng) 低溫實驗設備

一、概述：

系統(tǒng)組成：

該系統(tǒng)由氦制冷機、氦壓縮機、水冷機、真空泵組、溫度傳感器、控溫儀、真空腔體、KF25真空抽口、以及制冷機支架、樣品臺、樣品卡等附件共同構成。10nm級4K液氦極低溫系統(tǒng) 低溫實驗設備

產品特點：

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；正常生產時，會經過氦氣質譜檢漏儀撿漏，真空度可以達到10^-4Pa，（可選10^-6Pa）依據(jù)泵的極限真空而定。

3.溫度監(jiān)控：樣品臺處設置一處溫度測量點，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），制冷關機后在真空下恢復到常溫的時間小于3h，該裝置采用無液氦閉循環(huán)制冷機制冷，制冷量為4K@1.0W，無負載是降溫到70K所需時間為60min，當安裝上負載后，考慮到負載以及相關支撐裝置的冷卻，制冷時間會相應的加長，但是依據(jù)經驗，該降溫時間大約在1.2h，滿足實驗要求。

5.集成控制系統(tǒng)：控制真空系統(tǒng)、制冷機的運行及安全反饋功能?？稍O置和顯示工作目標參數(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) 低溫實驗設備

技術指標：

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驗進行安裝相應的卡具。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)內的真空度降至低于2X10^-4Pa，關閉擋板閥移除波紋管（若實驗時不礙事可以不進行拆除）；

3：連接控溫儀，開啟壓縮機，對系統(tǒng)內的進行降溫，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，關閉壓縮機，等待系統(tǒng)自動升溫。

熱仿真分析

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

根據(jù)熱仿真結果可知，在4.2K時，溫度均勻一致。

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