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公司参研的3.3K四级高频脉冲管制冷机研制成功
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2019-12-05
  上海铂钺制冷科技有限公司作为重要合作单位之一,研制成功国产化四级高频脉冲管制冷机,实际可达3.3K(零下269.85摄氏度),相关工作近日在低温制冷领域国际权威期刊《CRYOGENICS》上发表。

  脉冲管制冷机在冷端取消了运动部件,实现了冷端的无磨损、极低振动和理论上的无限寿命,以长寿命线性压缩机驱动的高频脉冲管制冷机进而又实现了热端的高可靠和长寿命,因而被视为新一代星载制冷技术的首选机型。然而,为了获取液氦(4.2K或零下268.95摄氏度)及以下的极低温度,必须采用多级布置,以各级间接力的方式将制冷温度向极低温区延申。但是,随着级数的增多,内部工质的物理机制以及整机控制都变得极其复杂,因而三级以上的布置很少有人尝试,在此前,仅有美国洛克希德·马丁高技术研究中心(Lockheed Martin Advanced Technology Center, LMATC)的相关研究人员于2006年研制成功了四级高频脉冲管制冷机,并获得3.0K的制冷温度(零下270.15摄氏度);然而,由于深低温多级高频脉冲管制冷机的特殊应用背景,他们对其内部机理以及结构布置一直讳莫如深。公司技术总监党海政带领的技术团队,在获得国际奖励的三级高频脉冲管制冷机所取得关键突破的基础上(见本公司2019年7月25日新闻),继续再接再厉、艰苦奋斗,终于彻底澄清了四级高频脉冲管制冷机的内部物理机制并实验获取了3.3K(零下269.85摄氏度)的制冷温度,成为全球第二家可以研制在3K温区制冷四级高频脉冲管制冷机的研究团队,一举打破了美国LMATC在该领域持续16年的垄断地位。3K温区四级高频脉冲管制冷机的研制成功,将为更深的极低温区制冷的实现,以及其在空间量子通信、量子计算、深空探测以及极低温科学条件的建立等方面的重要应用打下了实实在在的基础。




四级高频脉冲管制冷机理论建模(1)



四级高频脉冲管制冷机理论建模(2)



四级高频脉冲管制冷机理论建模(3)



四级高频脉冲管制冷机理论建模(4)



四级高频脉冲管制冷机实验验证(1)



四级高频脉冲管制冷机实验验证(2)

 

  上海铂钺制冷科技有限公司作为3.3K四级高频脉冲管制冷机的重要参研单位做出了积极的贡献,同时感谢研制合作单位中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室以及中国科学院大学的大力支持。

链接1:《CRYOGENICS》期刊官网上的论文原文(理论建模部分):
https://doi.org/10.1016/j.cryogenics.2019.103014.
链接2:《CRYOGENICS》期刊官网上的论文原文(实验验证部分):
https://doi.org/10.1016/j.cryogenics.2019.103015.

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