材料测试和环境模拟实验往往需要 -40°C 至 -100°C 甚至更低的温度范围，且通常要求快速降温（如每分钟降温5°C~10°C）和高精度控温（如±0.5°C或更高）。单级制冷循环无法高效、可靠地实现这一目标。复叠式架构通过两级分工，解决极低温需求的问题。
材料测试、环境模拟复叠式制冷机组在材料测试中的应用
1. 测试类型：
力学性能测试：测试金属、复合材料、塑料、橡胶等在极低温下的拉伸、压缩、冲击、疲劳性能（脆性转变温度是关键指标）。
热物性分析：测量材料在低温下的热膨胀系数、导热率、比热容等。
电子元件测试：芯片、传感器、电池等在极端低温环境下的性能、寿命和可靠性测试。
2. 对机组的特殊要求：
高精度控温：试验标准通常要求测试期间试样温度波动和均匀度极小，以确保数据准确可靠。
快速变温速率：需要模拟温度骤变场景，要求机组具备强大的制冷能力和动态响应能力。
灵活的负载适应性：测试过程中，试样可能因拉伸、变形等释放或吸收热量，机组需能快速补偿这种热扰动，维持温度稳定。
集成性与安全性：机组需要与万能试验机、热分析仪等主机完美集成，并提供超温、超压、泄漏等全面保护，防止珍贵样品和设备损坏。
材料测试、环境模拟复叠式制冷机组在环境模拟中的应用
1. 模拟类型：
气候环境模拟：模拟高空、极地等低温、低湿环境。
空间环境模拟：模拟太空的冷黑背景虽然需借助液氦，但机械制冷常作为前级预冷或用于模拟-100°C左右的低温工况。
整车/零部件环境测试：在步入式或驱动式环境仓中，为汽车、航空器整车或其部件（如电池、发动机）提供极限低温测试环境。
2. 对机组的特殊要求：
巨大的制冷量：环境模拟舱体积庞大，热惯性大，需要机组拥有非常大的制冷容量（从几十kW到数百kW甚至更高）。
宽泛的运行范围：可能需要实现从室温到-70°C的全程线性降温控制。
极高的可靠性：许多环境模拟试验是长达数周甚至数月的耐久性测试，机组必须能7×24小时不间断稳定运行，任何故障都可能导致试验失败，造成巨大经济损失。
复杂的控制系统：机组需要与环境仓的加湿、加热、压力控制系统协同工作，遵循复杂的试验剖面（如温度-时间曲线）进行精确控制。
材料测试、环境模拟复叠式制冷机组型号齐全，多案例供参考。