Криостаты с жидким гелием или жидким водородом

Жидкий гелий вполне безопасен для испытаний при низких температурах, но он значительно дороже водорода. Это обусловливает необходимость сложной организации сбора, очистки и вторичного использования испаряющегося газообразного гелия. Из-за сложности теплозащиты при работе с жидким гелием для испытаний обычно применяют небольшие образцы, малогабаритные криостаты. Учитывая, что применение тензометров, передающих деформацию образца, осложняет теплоизоляцию криостата, запись деформации обычно ведут не с рабочей части образца, а со штанг, находящихся вне криостата. [c.59]

Самый старый способ охлаждения криостата - переливание жидкого гелия или водорода из сосуда для хранения хладагента в объем, дно которого находится в хорошем тепловом контакте с объектом, подлежащим охлаждению. Процесс переливания не так легок, как можно было бы предполагать, поскольку необходимо устранить любую возможность попадания воздуха в систему и притока тепла к переливаемому хладагенту. [c.43]

Большое распространение получили криостаты второго типа. На рис. 28 показан криостат, минимальная температура которого составляет от —253 до —271 °С. При температурах до —253 °С в качестве основного хладагента используют жидкий водород, до —269 °С и ниже — жидкий гелий. [c.310]

Определяют при температуре от О до —100° С и при температуре кипения технического жидкого азота (—196° С), а в некоторых случаях жидкого водорода (—259° С) и гелия (—269° С) следующие характеристики предел текучести (физический и условный), временное сопро- тивление, истинное сопротивление разрыву (разрушению), относительные удлинение и сужение. Испытуемый образец помещают либо непосредственно в охлаждающую жидкость, представляющую со ой смесь этилового спирта (ацетона) с твердой углекислотой, или жидкий азот (водород, гелий), либо в специальные камеры — криостаты. [c.15]

При испытаниях на кручение до температуры 77° К используется криостат (см. рис. 1) с добавлением второго днища и бокового выреза для установки образца и заливки хладагента. С переходом к температурам жидкого водорода или гелия конструкция криостата значительно усложняется. Изменения в испытательной машине касаются только штанг, крепящих образец. [c.122]

Для испытаний на выносливость при растяжении—сжатии до температуры 77° К могут быть применены криостаты (см. рис. 1) с внесением небольших конструктивных изменений. Успешно используется машина для знакопеременного изгиба образца без вращения (рис. 4). Цилиндрический, гладкий или с надрезом, образец, зажатый одним концом в станину машины, помещают в криостат и на втором свободном конце закрепляют коромысло с неуравновешенной массой, которая при вращении вызывает в образце переменный изгиб. Для изгиба листовых образцов в одной плоскости при той же схеме установки образца применяется кривошипно-шатунный механизм. При испытаниях на выносливость в жидком водороде или гелии используются электромагнитные методы возбуждения нагрузки. Большое значение приобретает теплоизоляция криостата в связи с длительностью усталостных испытаний. [c.122]

Получение температур ниже температуры кипения азота сопряжено с большими методическими трудностями. При использовании жидкого водорода испытания должны проводиться в специально оборудованном помеш,ении с четырехкратным обменом воздуха в течение минуты применение гелия, ввиду его высокой летучести, требует сложной системы термоизоляции криостата и специальной технологии охлаждения. Чрезвычайно удобным хладоагентом является жидкий неон. При одном и том же объеме неон обеспечивает теплоотвод, в 3,3 раза превышающий теплоотвод водорода и в 41 раз — теплоотвод гелия. Однако ввиду дефицитности и сложной техники ожижения неон в качестве хладоагента при механических испытаниях практически не применяется. [c.259]

В испытаниях до еще более низких температур жидкого водорода (—253° С) или жидкого гелия (—269° С) образец находится в непосредственном контакте с этими сжиженными газами, а между стенками криостата для теплоизоляции циркулирует сжиженный азот. [c.163]

Криостаты с жидким гелием или жидким водородом [c.42]

Охлаждение криостата. Принципы охлаждения любого прибора до 4К жидким гелием или до 20 К жидким водородом весьма просты, и мы уже перечислили некоторые требования к конструкции криостатов. Здесь рассмотрены более подробно практические вопросы, связанные с техникой матричной изоляции. [c.43]

Под небольшим давлением газа (гелия или водорода) хладагент подают из сосуда Д>ю а по переливной трубке, заключенной внутри вакуумированной наружной Трубки. Хладагент попадает в объем, ко-тор >ш окружен экраном, охлаждаемым жидким азотом (см. рис. 3.3). Объем для хладагента ("ванну") следует предварительно охладить также жидким азотом, чтобы снизить количество хладагента, необходимое для заливки криостата. Жидкий и газообразный азот должны быть затем удалены из этой ванны, например, продувкой газообразным гелием (водородом). [c.43]

Жидкий гелий вполне безопасен для испытаний при низких температурах, но он значительно дороже водорода. Это обусловливает необходимость сложной организации сбора, очистки вторичного использования испаряющегося газообразного гелия. Из-за сложности теплозащиты при работе с жидким гелием для испытаний обычно применяют небольшие образцы, малогабаритные криостаты. [c.85]

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]

В сосудах для хранения такое экранирование обеспечивается специальным объемом ("ванной"), заполненным жидким азотом и расположенным вокруг центрального сферического металлического сосуда с жидким гелием или водородом пространство между стенками вакуумируют (рис. 3.2). В криостатах, где нижняя чалъ ("хвостовик"), имеющая очень низкую температуру, не может быть окружена ванной с жидким азотом из-за ограшчений в размерах, применяют металлические экраны. Они охлаждаются за счет отвода тепла к объему с жидким азотом или к другой части криостата, имеющей температуру 77К (рис. 3.3.) [c.40]

Дьюары и вакуумные насосы. Дьюаровские сосуды для жидкого гелия могут быть изготовлены как из стекла, так и из металла. Иа фиг. 4 приведена схема стеклянного криостата для размагничивания, применяемого в лаборатории Камерлинг-Опнеса в Лейдене. Он состоит из двух коак-сиально расположенных дьюаров. Во внутреннем дьюаре содержится жидкий гелий, внешний дьюар заполняется жпдким водородом или азотом для защиты гелия от притока тепла. К верхним частям дьюаровских сосудов прикреплены легкоплавкой замазкой латунные кольца, плотно входящие в металлические крышки (каики) это обеспечивает жесткость крепления дьюаров относительно магнита. Дьюары обычно имеют более узкую нижнюю часть ( хвост ) такие дьюары содержат большое количество охлаждающей жидкости и в то же время могут располагаться в магните со сравнительно небольшим межполюсным зазором. [c.445]

На рис. 1 показана схема криостата. Для упрощения размеры, параллельные оси, сокращены вдвое по сравнению с радиальными. Конструкция криостата аналогична. обычным криостатам для жидкого гелия. Внешний сосуд Дьюара заполнен жидким азотом. В нем находится сосуд Дьюара с жидким гелием, в котором размещен испытательный блок. Для уменьшения теплопередачи стенки внутренних сосудов изготовлены из тонколистовой нержавеющей стали. Для предотвращения смятия при откачке стенки внутренней камеры гофрированы (гофры расположены с шагом 38 мм), что обеспечивает необходимую жесткость. На фланцах в верхней части криостата имеются отверстия для установки уровнемеров криогенных жидкостей, штуцеры для ва-куумирования и продувки различных емкостей криостата и трубки для заливки жидких гелия, азота и для вентиляции. Система рассчитана также па использование жидкого водорода. [c.378]

При испытаниях в жидком водороде (20° К) и, особенно, жидком гелии (4 К) вопросы тепловой изоляции, приобретают решающее значение. Из-за этого испытания ведутся преимущественно на образцах небольших размеров ё=1— 5 мм) и в малогабаритных криостатах (рис, 2). Применение тензоме ров сильно осложняет тепловую изоляцию криостата, поэтому часто применяют запись деформации не с рабочей части образца, а со штанг, находящихся вне криостата. [c.120]

Испытания на сжатие проще испытаний н.а растяжение. Испытываемый образец помещается в ванну, заполненную хладагентом. Деформация образца определяется по смещению опор относительно друг друга и фиксируется индикаторами. Тепловая изоляция криостата и измерение деформации значительно проще, чем при испытаниях на растяжение. В подобном же криостате — ванне (рис. 3) проводятся испытания на твердость. В криостат, заполненный жидким гелием, водородом или азотом, опускается П-образная рамка, укрепленная на крыщке — крыщка опирается на металлическую трубу, края кото- [c.121]

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]

Рис. 48. Схемы криостатов для испытаний на растяжение а — с двусторонним вводом тяг б — реверсивного типа с односторонним вводом тяг 1 — нагружающие тяги 2 — двухсгенный корпус камеры с теплоизоляцией 3 ввод жидкого хладагента 4 — испытуемый образец 5 — тефлоновое уплотнение 6 — опорная труба 7 —. жидкий водород или гелий 8 — экран жидкого азота 9 — внешний корпус камеры

Для создания глубокого холода в криостатах применяются жидкие газы гелий, иеон, аргон, азот, водород, окись углерода, характеристики которых приведены в табл. 3.3, и 3.4. [c.51]

На рис. 1 изображена схема криостата, основными деталями которого служат дне камеры. Они термоизолированы эвакуированным объемом и жидким азотом. Это позволяет использовать для калибровки термопар жидкие азот, водород или гелий. Спай эталонной термопары [c.394]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...