|
Уникальная криогенная безжидкостная компактная установка, которая позволяет получать магнитные поля до 8 T без использования жидкого гелия и азота. Применение теплового ключа, разработанного в криогенном отделе, позволяет охлаждать сверхпроводящий соленоид до 4,2 K, при этом варьируя температуру образца от 5 K до 300 K, используя один криорефрижератор. В большинстве зарубежных аналогов для охлаждения соленоида и образца используются два криорефрижератора. Криостат имеет в два раза меньшие размеры по сравнению с установками предыдущего поколения. Для ввода тока в соленоид разработаны токовводы из ВТСП провода 2-го поколения.Предназначение криостата
Основное предназначение криостата — измерения электрофизических свойств образцов при низких температурах в магнитном поле.
Принцип охлаждения
Охлаждение осуществляется при помощи коммерческого криорефрижератора:
Тип криорефрижератора: Пульсационная труба;
Рабочий газ: He-4;
Хладопроизводительность:
1 ступень: 40 Вт при 45 K;
2 ступень: 1 Вт при 4,2 K;
Минимально возможная температура: 2,7 K;
Потребляемая мощность компрессора: 10 кВт.
Устройство криостата
Для снижения теплопритока к соленоиду используется медный радиационный экран и радиационный экран соленоида, которые соединены с 1-й ступенью крирефрижератора. Сверхпроводящий соленоид и тепловой ключ соединены со 2-й ступенью криорефрижератора посредством медных тепловых мостов. Для получения высокого вакуума используется угольный адсорбционный насос. Шахта для образца заполняется теплообменным газом – He-4, регулировка и стабилизация температуры осуществляется по ПИД-программе при помощи нагревателя и датчика температуры, установленных на держателе образца. Для ввода тока в соленоид служат ВТСП токовводы.
Тепловой ключ
Тепловой ключ представляет собой две коаксиальных медных трубки. При заполнении пространства между трубками теплообменным газом – He-4, тепловой ключ имеет высокую теплопроводность, при откачке газа – низкую (это необходимо для предотвращения перегрева соленоида при нагреве образца до 300 K).
Основные характеристики системы
|
Высота, см |
67 |
|
Диаметр криостата, см |
40 |
|
Мин. температура образца, K |
5 |
|
Макс, температура образца, K |
300 |
|
Температура 1-й ступени, K |
30 |
|
Рабочий вакуум, мбар |
10-6 |
|
Диаметр вставки, мм |
19 |
|
Максимальное магнитное поле, T |
8 |
|
Рабочий ток, А, не более |
90 |
|
Однородность магнитного поля не хуже |
10-2 |
|
Защитный шунт соленоида |
есть |
|
Время охлаждения, часов |
до 8 |
|
Охлаждение компрессора |
водоохлаждаемый |
|
Длина гибких шлангов, м |
20 |
|
Низкочастотные эл. вводы, шт |
4 |
|
Высокочастотные эл. вводы, шт |
10 |
