新材料测试为何需要专用复叠式制冷机组?
因为新材料的研发(如高温超导材料、纳米复合材料、新型合金、柔性电子材料等)极度依赖于对其在极端条件下本征特性的精确测量。这对制冷系统提出了超越普通工业需求的终极要求:
极致的温度稳定性与均匀性:实验过程中,试样任何微小的温度波动(>±0.5°C)都可能导致数据失真,尤其是测量热力学和电学性质时。
快速的变温速率:为了提高研发效率,需要快速在不同温度点进行测试,这就要求机组能实现线性的、可控的升降温(如5°C/min 至 10°C/min)。
宽广的低温范围:测试通常在 -40°C 至 -80°C(常见范围),甚至需要低至 -150°C(使用特殊工质如R170/R1150乙烯)的连续温度区间内进行。
对抗“热扰动”:测试本身(如对材料施加电流、机械力、激光照射)会引入或带走热量,机组必须能瞬间响应,抵消这种扰动,维持试样温度的“绝对静止”。
绝对的可靠性:一些珍贵样品制备困难,一些长期实验耗时数周,机组必须保证7×24小时不间断无故障运行,任何意外中断都可能导致前功尽弃。
复叠式制冷机组在新材料测试中的典型应用场景
力学性能测试:
低温拉伸/压缩/疲劳测试:测定材料在极低温下的强度、韧性、模量、疲劳寿命等。评估其“低温脆性”至关重要。
设备对接:与万能材料试验机集成。
电学与磁学性能测试:
低温电阻率/霍尔效应测试:研究材料导电性随温度的变化,是发现和验证超导材料的关键手段。
临界电流测量:测量超导材料在低温下的载流能力。
设备对接:与PPMS(综合物性测量系统)、电学测试平台集成。
热学性能测试:
差示扫描量热法:测量相变温度、比热容等。
热膨胀系数测量:测量材料在低温下的尺寸变化。
设备对接:为各种热分析仪提供低温环境和冷源。
微观结构观测:
低温原位电子显微镜:观察材料在低温下的微观结构、相组成变化等。
复叠式制冷机组型号齐全,在新材料测试中多案例供参考。