极低温制冷技术的发展与应用

近年来,空间探测和凝聚态物理等领域对极低温制冷技术(1K)的潜在需求越来越大。本文总结了绝热去磁制冷、稀释制冷与吸附制冷三种目前主要制冷方法的原理与优缺点,回顾了三类制冷技术的发展历程与应用现状,提出了绝热去磁制冷、稀释制冷与吸附制冷技术未来的发展趋势与研究重点。     

低温推进剂贮存中SOFI和MLI实验研究

根据低温推进剂长时间在轨贮存的要求,设计并搭建了绝热系统地面验证测试装置,对绝热系统的热力学性能进行测试。针对55L贮箱,采用了泡沫绝热(spray on foam insulation,SOFI)和多层绝热(multilayer insulation,MLI)结合的复合绝热系统,分别在高真空(5×10^-3Pa以上)和大气压条件下进行了验证实验(液氮作为替代工质)。贮箱外绝热系统为15m m厚泡沫绝热层和45组多层绝热时,高真空条件下液氮日蒸发率为0.77%,多层绝热层表观热导率为1.29×10^-4W/(m·K),据此折算为液氧时日蒸发率为0.55%。将高真空和大气压条件下的实验结果比较发现,泡沫绝热层所占热阻分别为总热阻的0.19%和45.14%。     

K-Rb双碱金属混合光抽运原子气室制备与测试

原子气室是SERF(无自旋交换弛豫)陀螺仪敏感载体转动信息的核心器件，其原子弛豫时间等参数是影响SERF陀螺仪性能的重要因素。采用³⁹K-⁸⁷Rb双碱金属混合填充的原子气室制造工艺，通过双碱金属工作介质的混合光抽运检测技术对气室性能进行了测试，制备出边长8 mm，壁厚1 mm的立方体原子气室。实验结果表明，³⁹K-⁸⁷Rb-¹²⁹Xe混合原子气室中¹²⁹Xe原子弛豫时间达到51.7 s，较单一碱金属填充方式的22 s，双碱金属混合光抽运的方式有效提升了原子气室中原子弛豫时间，为研制高精度SERF陀螺仪奠定了坚实基础。