工艺与设备空间低温物理分别为进气口、出气口和加压管道阀门的关键部位为密封件,其包括底座和针头,阀门的设计是完全按照为了便于更换底座和针头而定的这样,可以通过大量的测试来选择合适底座和针头。由于阀门的密封完全是靠底座和针头的接触和变形来完成的一般来说,密封面的尺寸非常小。要密封住超流氦,就要求密封面的光洁度非常妊通过对底座和针头的密封面进行特殊抛光处理,使密封面达到了镜面的效果在100倍电子显微镜下观察,密封面上应无任何杂质和加工的痕迹,如所示从1基金项目国家自然科学基金资助项目;教育部留学回国人员基金资助项目;上海市教委青年教师基金资助项目加压口压力/atm中的阀门密封件的流量特性,由上下为(a-d),(a-b)的测试温度为300测试温度为77K,(a,c)为情况1对于中的密封件的情况,。这主要是由于进气压力加载在死容积上,由此产生的附加压力与加压口加载的压力一起使阀门的底座与针头分开的缘故。另一方面,实验腔连接在进气口,氦气从出气口进入,从进气口进入对于如所示的阀门密封件结构,其流量特性与中的阀门密封件结构的流量特性有很大的不同,如所示在图中,加在进(出)气口的压力分别为108642,伽这主要是由于在阀门的底座与针头接触的地方,存在一定的死容积,如所示。对于上述的情况1的情景,从出气口进入的氦气在死容积中会产生一定的附加压力,这个附加压力和加压口的压力一起将底座与针头分开。而对于情况2,则没有附加的压力。
中仅可以看到金属的表面结构电子显微镜下的部分密封件表面,材料为高纯无氧铜(OFHC)(a―d),(a~b)的测试温度为300K,(c―d)的测试温度为77一般来说,阀门的开启压力在低温下较常温下的情况要高,这主要是在低温下,材料的接触面被冻结在一起在低温下,阀门的开启与否关系到实验能否顺利进行。因此,阀门必须在低温下能够重复开启,通过大量的实验证实,对于中的阀门结构,由于其密封件的密封面较小,因此在压力的作用下更容易开启3结论设计改造了空间低温物理实验用的阀门结构。
将阀门的密封件结构由球型改为圆台型可以改善阀门在低温下的开启特性并在300K和77K的环境温度下测试了阀门密封件结构的流量特性,测试结果表明球型结构具有开启压力较小,流量缓慢增加的特点;而圆台型结构则具有开启压力较大,范围较小,流量增加快的特点致谢该研究得到国家自然科学基金,教育部留学回国人员基金及上海市教委青年教师基金的资助该研究的部分工作在加州大学圣巴巴拉分校物理系完成,作者感谢GAhlers教授的指导和KKuehn的热情帮助。