大冷量气体轴承斯特林制冷机与杜瓦耦合漏热分析

对大冷量气体轴承斯特林制冷机及其与杜瓦耦合方式进行了论述,对插拔式杜瓦耦合漏热损失进行了理论计算及试验分析,结果表明,插拔式杜瓦耦合损失为76.1%,制冷量仅有2 W@80 K。经分析可知,制冷机冷指与杜瓦内胆之间产生的环隙漏热是影响耦合性能的主要因素,通过对环隙采用真空密封方式和减小环隙引起的漏热损失,耦合损失降至16.5%,制冷量提升至7 W@80 K。该耦合方式简单可靠,易于操作,满足制冷机可拆卸更换和维修的工程化需求。     

一款小型化大冷量旋转集成式斯特林制冷机的研制

本文详尽论述了小型化大冷量旋转集成式斯特林制冷机的主要设计内容,并以1. 5W/77K斯特林制冷机进行了试验验证,结果表明该款斯特林制冷机实现了预期设计目标,能较好地满足相关红外探测器组件的应用需求。     

大冷量长寿命斯特林制冷机压缩机研究

论述了大冷量长寿命斯特林制冷机直线压缩机的结构和原理,对电机磁路进行了优化设计,获得了22.5N/A的电机比推力。将此压缩机与冷指直径为20mm的膨胀机进行进行了匹配试验,获得6.5W/80K的制冷量。     

1.5W/80K斯特林制冷机试验研究

分置式斯特林制冷机由于存在气体力的作用而增加了设计的难度和质量的不一致性。文中主要是在试验的基础上,研究调试试验参数如充气压力、工作频率、弹簧刚度等对制冷机性能的影响,得出的一些结论对今后调试制冷机具有一定的指导意义。     

大冷量分置式低温制冷机的研究与分析

叙述了大冷量低温制冷机系统的设计要求、设计计算、结构特点和测试结果,对影响制冷机的可靠性各类因素进行了分析,目前该制冷机与红外探测器组件的联试已取得成功,制冷机各项设计指标已满足组件要求.     

130W/70K大冷量单级G-M制冷机的性能研究

为满足高温超导等工程应用项目的大冷量需求,对130W/70K大冷量单级G-M制冷机系统进行了结构设计、理论计算和制冷性能测试,测得其制冷性能为最低温度18.1K,制冷量131.2W/70K。由于回热器性能优劣对制冷机性能有所影响,通过回热器不同填料方式对制冷机性能进行测试,结果表明,相比于采用单一磷青铜网填料的制冷机,采用磷青铜网和铅球作为复合蓄冷材料可以提高制冷机的制冷性能。     

滚珠花键支撑斯特林制冷机研制

针对整体式斯特林制冷机"侧向力"的问题,提出一种滚珠花键支撑结构,并设计加工了样机。对采用滚珠花键支撑结构斯特林制冷机结构设计的要点进行了详尽的分析,指出采用滚珠花键支撑结构改善了整体式斯特林制冷机的可靠性。文中还对样机性能调试的相关情况进行了介绍。     

大冷量斯特林脉管制冷机中的损失

介绍了高温超导中使用的斯特林型大冷量脉管制冷机的发展,分析了大冷量脉管制冷机回热器和脉管中损失产生的机理,并对实验中针对降低大冷量脉管制冷机损失的方法进行了总结。建立合理的数学模型,通过计算机仿真深入研究回热器和脉管中损失,进行精细化的改进设计成为发展大冷量脉管制冷机所面临的重要挑战。     

大冷量新型蓄冷材料G-M制冷机的研究进展及应用

随着大型低温真空泵、高低温超导器件、核磁共振成像仪、红外探测器、低温光电子学器件的迅速发展,以及作为传统蓄冷材料的铅(Pb)等有害物质的限制使用,对大冷量新型蓄冷材料G-M制冷机的发展提出了迫切的需要。文中主要介绍国内外大冷量G-M制冷机及新型磁性蓄冷材料的最新研究进展和应用情况,并提出了下一步的研究方向。     

连接软管对80K分置式斯特林制冷机热性能影响的研究

在已进行研究的基础上 ,介绍了连接软管对 80 K分置式斯特林制冷机热性能影响的模拟方法。通过对模拟结果与实验结果的对比与分析 ,证明了本模拟方法具有良好的准确性 ,揭示了连接软管尺寸对整机热性能的影响 ,对指导制冷机的设计有重要意义     

小型分置式斯特林制冷机理论冷量的计算方法

分置式斯特林制冷机由于连接管和室温腔等死容积的存在,其理论冷量的计算方法更是有别于整体式斯特林制冷机。文中着重以数值计算的思路计算了小型分置式斯特林制冷机的理论冷量,并通过实验测定。最后分析了主要工作参数诸如充气压力、工作频率等对分置式斯特林制冷机性能的影响。     

高温超导滤波器用斯特林制冷机温度控制算法设计

在深空通信领域,利用高温超导滤波技术,可大幅提高接收机的灵敏度、信噪比和抗干扰能力。由于高温超导滤波器工作温度较低,需要斯特林制冷机进行制冷。斯特林制冷机温度的稳定性将直接影响高温超导滤波器的性能,文章对高温超导滤波器用斯特林制冷机温度控制算法进行了分析和设计,并给出了基于高温超导滤波器试验装置的温度控制曲线。     

单级G-M 150制冷机性能实验研究

为满足高温超导和低温气体处理系统等工程应用项目的大冷量需求,单级大冷量G-M制冷机成为目前国内外的研究热点。文章中描述了以G-M150为基础的制冷机综合性能测试方法及实验平台,并对其制冷温度和制冷量两个主要性能的影响因素进行实验研究,为探讨20K单级大冷量G-M制冷机的研究提供参考。     

可达5K以下的三级斯特林型脉管制冷机性能研究

针对当前低温超导电子、军事及空间探测等对液氦温区紧凑、长寿命、高可靠性制冷技术的需求,设计并研制了一台三级斯特林型脉管制冷机。讨论了制冷机第三级的回热器、脉管、调相机构等相关参数的设计,着重分析了液氦温区回热器长度与温度分布的特殊关系。实验中以He-4为工质,第三级在充压0.91 MPa,频率29.9 Hz,输入电功率100 W的工况下获得了4.97 K的最低无负荷温度,有制冷量25 mW@6 K。该结果首次证明了采用He-4为工质、以三级结构的斯特林脉管制冷机实现液氦温区制冷的可行性。     

斯特林制冷机与高温超导滤波器集成及降温试验

介绍了一种高效斯特林制冷机与移动通信基站用高温超导滤波器耦合集成系统设计及降温试验;详细描述了集成系统结构设计时主要考虑因素、整体方案设计,并进行了耦合集成和性能试验;实验结果表明,制冷机对其应用背景具有良好的匹配性。     

高温高压下方解石相转变的拉曼光谱原位实验研究

用热液金刚石压腔装置结合拉曼光谱技术研究了高温高压下方解石的相变过程及拉曼光谱特征。结果表明:常温条件下,体系压力增至1 666和2 127 MPa时,方解石的拉曼特征峰155cm-1消失,1 087cm-1峰分裂为1 083和1 090cm-1两个谱峰、282cm-1峰突然降至231cm-1,证明其转变为方解石-Ⅱ和方解石-Ⅲ。在起始压力为2 761MPa和低于171℃的升温过程中,方解石-Ⅲ的拉曼散射的各个特征振动峰没有变化。当温度达到171℃,方解石晶体完全变成不透明状,其对称伸缩振动峰1 087cm-1、面内弯曲振动峰713cm-1和晶格振动峰155和282cm-1均发生突变,说明方解石-Ⅲ相变生成一种碳酸钙新相。体系降至常温,该新相一直保持稳定不变,表明高温高压下方解石向碳酸钙新相的转变过程是不可逆的。方解石-Ⅲ与碳酸钙新相之间的相变线方程为P(MPa)=9.09.T(℃)+1 880。碳酸钙新相的对称伸缩振动峰(ν1 087)随压力、温度的变化率分别为dν/dP=5.1(cm-1.GPa-1),dν/dT=-0.055 3(cm-1.℃-1)。     

高温高压下草酸脱羧反应中的拉曼光谱研究

应用水热金刚石压腔结合拉曼光谱技术研究了高温高压下草酸溶液的热稳定,使用拉曼光谱对其脱羧反应及产物进行监测。结果表明低温升温过程中,草酸的拉曼谱图中各个特征振动峰没有发生变化,随着温度的继续升高,其特征振动峰逐渐变弱。达到一定温度后,羧基的拉曼特征峰消失,草酸发生脱羧反应:C2H2O4—2CO2+H2生成CO2和H2。高温高压下草酸发生热分解的温度压力之间呈线性关系,其线性回归方程为P(MPa)=12.839 T(K)-5 953.7,R2=0.99。草酸脱羧反应的摩尔体积变化与温度压力的关系为ΔV(cm-3.mol-1)=16.69-0.002P(MPa)+0.005 2T(K),R2=0.99。     

Influence of annealing treatment on as-grown Ib-type diamond crystal at a high temperature and high pressure

In this paper,we report on the influence of annealing treatment on as-grown Ib-type diamond crystal under high pressure and high temperature in a china-type cubic anvil high-pressure apparatus.Experiments are carried out at a pressure of 7.0 GPa and temperatures ranging from 1700 C to 1900 C for 1 h.Annealing treatment of the diamond crystal shows that the aggregation rate constant of nitrogen atoms in the as-grown Ib-type diamond crystal strongly depends on diamond morphology and annealing temperature.The aggregation rate constant of nitrogen remarkably increases with the increase of annealing temperature and its value in octahedral diamond is much higher than that in cubic diamond annealed at the same temperature.The colour of octahedral diamond crystal is obviously reduced from yellow to nearly colorless after annealing treatment for 1 h at 1900 C,which is induced by nitrogen aggregation in a diamond lattice.The extent of nitrogen aggregation in an annealed diamond could approach approximately 98% indicated from the infrared absorption spectra.The micro-Raman spectrum reveals that the annealing treatment can improve the crystalline quality of Ib-type diamond characterized by a half width at full maximum at first order Raman peak,and therefore the annealed diamond crystals exhibit nearly the same properties as the natural IaA-type diamond stones of high quality in the Raman measurements.