Микрокриогенные системы

Следует особо отметить быстрое внедрение в исследовательскую практику сравнительно несложных и недорогих криостатов с микрокриогенными системами. Такие криостаты резко расширяют возможности применения низких температур без использования жидких хла- [c.6]

Большие расходы и неудобства, связанные с использованием жидкого гелия, а также взрывоопасность жидкого водорода способствовали развитию других методов получения и поддержания низких температур. Сейчас в промышленном масштабе производятся микрокриогенные системы различных типов с использованием в качестве рабочего тела газообразных азота, водорода или гелия, которые могут обеспечить поддержание температур не только около 77, 20 и 4 К соответственно, но и любой промежуточной температуры выше [c.44]

Теплопередача от матрицы, осажденной на окошке, к хладагенту должна быть максимально эффективной, поэтому совершенно необходима продуманная конструкция этой теплопередающей части криостата. Обычно используют массивный медный блок, верхняя часть которого является дном ванны для хладагента или наиболее холодным цилиндром микрокриогенной системы (рис. 3.7). Оптическое окошко плотно закрепляется в блоке при помощи металлического фланца и винтов. Для компенсации разности коэффициентов сжимаемости металла и материала окошка и предотвращения растрескивания последнего используют прокладки из индия, который остается мягким при очень низких температурах и имеет достаточную теплопроводность. [c.51]

Таким образом, тепло, поглощенное матрицей или окошком (скрытая теплота конденсации, излучение при фотолизе или при регистрации спектра, тепловое излучение через отверстия в экране), должно передаваться через материал окошка, затем к прокладке и далее через медный блок к хладагенту или микрокриогенной системе. Наиболее эффективна теплопередача на последней стадии, а наименее эффективна - на первой. Поэтому важно, чтобы температура, фиксируемая термопарой, соответствовала температуре окошка, а не медного блока. Следовательно, спай термопары должен находиться в тесном контакте с окошком, лучше всего в небольшом отверстии, высверленном в окошке, и не должен соприкасаться с металлическими частями блока. Кроме того, для уменьшения притока тепла к окошку по проводам термопары их обычно обматывают вокруг холодных частей криостата и таким способом снижают их температуру на пути к окошку. (Температура проводов не влияет на показания термопары. [c.51]

Современные микрокриогенные системы вполне обеспечивают потребности матричных исследований, и в этом направлении дальнейший прогресс не представляется делом первоочередной важности. То же можно сказать и о развитии вакуумной техники для матричных исследований. Вероятно, наибольшие изменения в технике исследований будут связаны с развитием спектроскопических методов - по-. вышением их чувствительности для обнаружения слабых сигналов от сильно разбавленных образцов, а также с применением других методов (помимо ИК-, УФ- и ЭПР-спектроскопии). [c.163]

При этом потери гелия отсутствуют и процесс так же эффективен, как в системе с открытым циклом. Такая газовая микрокриогенная машина может работать в непрерывном режиме несколько дней, тем самым существенно расширяя возможность проведения длительных экспериментов по матричной изоляции. Регулирование температуры легко осуществляется путем уменьшения разности давлений в машине, т.е. работы, совершаемой в каждом цикле, при помощи калиброванного сопротивления на байпасной линии. [c.49]

Теплообмевннкн лз спаянных трубок просты в изготовлении, надежны, имеют малое значение осевой теплопроводности и обеспечивают равномерное распределение потоков (из-за большого отношения Lid). В таких теплообменниках легко осуществить теплообмен между несколькими потоками по противоточной схеме. Чаще всего эти теплообменники выполняют в виде змеевика (рис. 5.48) и используют при малых расходах теплоносителей (примерно до 0,05 м /с) в микрокриогенных системах, лабораторных ожижителях водорода и гелия, для утилизации холода испаряющихся криоагентов. Для расчета теплообмена используют эмпирические соотношения, применяемые для расчета теплообмена в изогнутых трубах. [c.364]

Прежде всего это свойства кристаллов инертных газов, образующих матрицы (гл. 2), техника работы с жидкими гелием и водородом, основные типы криостатов (в том числе с микрокриогенными системами), конструкции высокотемпературных испарителей и пиро-лизеров (гл. 3). В книге дан также краткий обзор основных способов получения нестабильных молекул в газовой фазе и в матрице (гл. 4), описаны принципы и особенности использования различных спектроскопических методов для изучения молекул в матрицах (гл. 5 и 6) и приведены примеры конкретных исследований матрично-изолирован-ных частиц (гл. 7 и 8). [c.6]

Контролируемые отжиг матрицы и диффузия имеют очень большое значение для анализа экспериментальных результатов. Поэтому возможность изменять температуру матрицы является важнейшей характеристикой эксперимента и, вероятно, основным преимуществом новейших криостатов с микрокриогенными системами. В ранних исследованиях по матричной изоляции в качестве хладагентов использовали жидкий гелий или жидкий водород в этом случае без их удаления из криостата невозможно поднять температуру намного выше соответствующих точек кипения. После удаления хладагента температура быстро возрастает и единственным способом охлаждения служит новое переливание хладагента, когда температура сразу падает соответственно до 4 или 20 К. Микрокриогенная установка позволяет регулировать не только температуру матрицы, но и скорость ее измег нения. Степень отвода тепла можно сделать большей, равной или меньшей притоку тепла к матрице, что и создает возможность постоянной регулировки температуры. Таким путем осуществляют намного более тщательное изучение отжига и диффузии в матрице. [c.28]

В настоящее время примшяют два основных типа криостатов с микрокриогенными системами, работающими на основе эффекта Джоуля - Томсона или цикла Сольвэ. [c.45]

Рис. 3.4, Двухступенчатая дроссельная микрокриогенная система (микрорефрижератор) дня получения гелиевых температур,

Микрокриогенные системы второго типа были разработаны в более позднее время. В них используется расширение газа, кото1Ый совершает работу против приложенного постоянною давления и поэтому должен охлаждаться независимо от тогр, находится ли он ниже или выше температуры инверсии дроссель-эффекта. Таким образом, в подобной машине может применяться любой газ почти при любой температуре. Нижний предел получаемой температуры ограничен, конечно, для данного рабочего тела его точкой кипения, ниже которой газ образует смесь с жидкостью и не может быть использован обычным путем. (Два разных цикла нельзя успешно использовать в одной и той же холодильной машине, хотя в бытовых холодильниках применяют цикл, в котором рабочее тело является частично жидким, а частично газообразным.) Теплопередача зависит от плотности (и, следовательно, от давления) рабочего тела, поэтому для увеличения хладо-производительности машины целесообразно вести процесс под некоторым давлением, при котором соответствующая температура кипения будет несколько выше, чем при атмосферном давлении. [c.47]

Микрокриогенные системы и матричная изоляция. Микрокриогенные установки цилиндрической формы, изготовляемые в настоящее время, легко могут быть установлены в криостате вместо объема с хладагентом. Вес системы, в которой используется гелий, довольно велик, и поэтому ее помещают в прочный металлический кожух, который служит вакуумным кожухом криостата. Типичный криостат данного типа показан на рис. 3.6. В вакуумном кожухе имег ются оптические окошки и вводы для матричного вещества при необходимости могут быть установлены нагревательные устройства и окошки для фотолиза. Если микрокриогенная установка смонтирована во внешнем кожухе, имеющем резиновые уплотнения круглого сечения, ее можно легко поворачивать, совмещая внутреннее охлаждаемое окошко с оптической осью спектрометра или с трубкой для подвода газа либо с окошком для фотолиза. Наиболее холодные внутренние части криостата защищают от теплового излучения экраном, который охлаждается за счет контакта с промежуточной ступенью двухступенчатой микрокриогенной системы. [c.49]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...