极低温锂离子电池技术研究

为提高锂离子电池在极低温环境下的充放电性能,解决电池在低温下剧烈极化和内阻增大等问题,采用了多种方法来优化电极材料和电解液。通过改变负极材料的配方和结构,提高了材料的导电性和锂离子嵌入/脱出速率;通过优化电解液的配方,并添加适当的添加剂,提高了电解液的离子电导率和抗冻性能。实验结果表明,通过这些优化措施,锂离子电池在极低温环境下的充放电性能得到显著提高。在-40℃以下的极低温环境下,优化后的电池具有更高的比容量和更好的循环性能。这些研究成果有望为未来空间科学技术的发展提供支持,并为锂离子电池在极端环境下的应用提供了新的思路和方向。

某特种装备用极低温液压油的选择和研发

某特种装备最低使用温度达到-43℃的低温,设计使用VG32液压油,通过对液压系统设计使用环境和工况分析,分析确定适合在此液压系统使用的液压油性能指标要求,从国产特种油料中进行分析筛选,都不满足液压系统的使用要求。根据性能指标要求,研发了相应的极低温液压油,并满足此特种装备液压系统的使用。

我国科学家实现无液氦极低温制冷

来自中国科学院大学、中国科学院物理研究所以及中国科学院理论物理研究所等单位的研究人员,在钴基三角晶格磁性晶体中首次发现量子自旋超固态存在的实验证据。他们利用该晶体材料,通过绝热去磁获得了94毫开(零下273.056摄氏度)的极低温,成功实现无液氦极低温制冷,并将该效应命名为“自旋超固态巨磁卡效应”。

2024合金极低温度下蠕变特性

研究了190℃时效12h后的2024合金在77～150K温度范围内蠕变行为。结果表明，2024合金低温下存在蠕变现象，并且所有温度下蠕变第1阶段的蠕变应变量与蠕变时间均满足对数规律。100K和150K时蠕变曲线的第1阶段持续500h以上，77K时试样经过1000h后仍未出现蠕变的稳态阶段。利用透射电镜观察了合金低温蠕变前后的位错组态，表明在定载条件下，随温度的升高蠕变后试样的位错密度上升，位错交互作用增强。在温度为150K时，看到位错的长程滑移，表明极低温度下2024合金的蠕变机制为位错机制。

极低温辐照大麦种子及热冲击后处理诱变效应的研究

本试验研究了极低温(-196℃)条件下γ射线辐照大麦干种子和极低温辐照结合热冲击后处理的诱变效应。结果表明:1.与常温条件下辐照相比,极低温条件下辐照及结合热击冲后处理均能显著减轻大麦M_1代的生理损伤和染色体畸变率,其半致死照射量分别提高13kR和30kR;2.M_2代的突变率随照射量升高而增加(r=0.9922^(··)),而与不同温度条件没有关系;3.在极低温条件下用50kR辐照及用60—65kR辐照结合热冲击后处理,与常温条件下用35—40kR辐照相比,没有加重M_1代的辐射损伤,而M_2代的突变率则显著增加,其诱变效率分别平均提高30％和48％。

极低温SMD器件S参数提取技术研究

对SMD器件的参数提取技术发展和研究现状进行介绍.分析研究了嵌入的测试网络对被测件的参数提取的影响。设计了一套对极低温环境下的微波器件的参数提取系统,实现SMD器件在低温环境下的相关参数提取,为低温下的微波电路设计提供了有力的技术方案。

基于FPGA的多路极低温数据测量系统设计

介绍了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的极低温段温度数据测量系统的设计与实现方法。采用较宽测温量程(1.2 ~325 K)的四线制铑铁热电阻传感器RF50-SQ,提高了系统的抗辐射和抗干扰能力;采用FPGA芯片的电路设计实现了并行、高速、多通道的数据处理与串行接口通信。对传感器原始分度表的数值预处理以及使用恰当的查表算法降低了FPGA内部电路设计的复杂度,提高了采样速率与测量精度。该测量系统在真空环境模拟设备的现场应用试验中,各项功能与性能表现较好,为低温试验技术提供了一种新的测量方法。

深空极低温服役环境下材料力学/物理性能低成本快速评价方法研究进展

随着我国空间探测卫星、深空探测飞行器等国家战略装备的快速发展,宇航材料的服役环境越来越苛刻,常常面临极端低温的考验。然而低温下材料的力学/物理性能和常温相比有很大差异,极低温使役环境下材料力学/物理性能评价成为人们关注的重点问题。本文着重对基于力-热能量密度等效原理而发展的深空极低温服役环境下材料屈服强度、弹性模量、理想拉伸强度、硬度等力学性能的低成本快速评价方法研究进展进行了总结和回顾;同时,介绍了力-热能量密度等效原理在低温下半导体材料的带隙能、折射率、拉曼频移,金属材料磁晶各向异性常数等物理性能的低成本快速评价方面的推广应用情况。该评价方法为实现地面实时监测在轨航天器中关键材料的主要力学/物理性能提供了有效途径,为国家高端技术装备建设中关键材料的设计、可靠性评价和实时性能监测等提供重要的手段。

制取极低温的一种构思

从超流氦的机械热效应出发 ,构思了一种制取极低温的试验方法 。

极低温下HEMT晶体管噪声参数提取

在极低温环境中,为实现对晶体管的噪声参数提取,该文采用嵌入网络和去嵌入式技术。在测试的过程中,将多工器嵌入到测试网络中,实现有源器件所需要的不同频率电源;同时,将多工器与直通校准件相连,利用噪声系数与增益之间的关系,分别求出嵌入网路中的S参数,后用Matlab编程计算。由此求出HEMT晶体管的噪声系数(NF),从而实现在极低温环境下的晶体管的噪声参数提取,为极低温下的微波电路设计提供有力的技术方案。

电厂压力容器用钢焊缝裂纹极低温下的安全评定

根据(GB/T 19624—2004)《在用含缺陷压力容器安全评定》标准,对一台电厂压力容器筒体纵向焊缝表面裂纹在极低温下进行安全评定,得出该裂纹在一定时间内在操作正常的前提下是暂时允许存在的,但考虑到容器的内部压力波动及使用环境,若发现裂纹扩展,应立即停止使用并返修。

用于亚开温区的极低温绝热去磁制冷机

随着空间观测、量子技术等前沿科研领域的发展,亚开温区的极低温制冷需求日益增加.本文设计并研制了一台极低温单级绝热去磁制冷机.该制冷机由GM型制冷机提供约3 K热沉,以钆镓石榴石为磁热工质,由超导线圈提供最大为4 T的磁场,通过绝热去磁,实验最低温度可达470 mK.在恒温控制模式下,可在1 K下提供2.7 J冷量,温度波动小于0.5 mK,绝热去磁制冷的第二热力学效率为57%;在0.8 K下,制冷量为1.2 J.该制冷机将作为50 mK温区三级绝热去磁制冷系统中的第一级,在1 K下提供0.7 mW制冷功率.本研究为进一步开展极低温多级连续绝热去磁制冷奠定了基础.

极低温微波半导体开关探索研究

针对开关滤波器组中超导滤波器的应用,文中探讨了极低温微波半导体开关的研制,制作了一种微波PIN管SPDT开关。开关在20K温度下的插损≤1.1dB,隔离度≥56dB,开关速度14ns。对低温对开关性能的影响进行了分析,为极低温微波开关的设计提供了依据。

极低温绝热去磁制冷系统中的热开关

热开关是极低温绝热去磁制冷系统的关键部件。介绍了极低温绝热去磁制冷系统中热开关的作用和性能参数、常用类型及工作原理、典型应用,最后简要讨论了热开关的未来发展方向。

一种空间极低温吸附制冷机的设计与实现

针对极低温吸附制冷技术的热沉制冷系统,系统分析了极低温吸附制冷的特性,研究了热沉温度对极低温吸附制冷性能的影响,研制了一台极低温吸附制冷机样机,工质气体为氦4,在1.5W@4.2K G-M制冷机基础上实现了50μW@0.8K的制冷性能,验证了基于机械制冷系统的更高热沉温度技术的可行性,这一成果为深空探测和载人空间站相关研究提供了技术支撑。

XJFH-5×35型气动绞车阀门耐极低温性能优化设计

极低温常使气动绞车阀门出现卡死、漏气等故障,本文通过优化设计与经验公式计算,对气动绞车阀门零部件之间的装配间隙进行了改进设计,以保障配气系统阀门在极低温下的良好性能。经验证,重新设计后的各阀门性能优异,具有良好的气密性与耐低温性。

极低温微波单刀八掷开关探索研究

针对开关滤波器组中超导滤波器的应用,文中探讨了极低温微波单刀八掷开关的研制,制作了一种微波PIN管SP8T开关。开关在77K温度下的插损≤1.6dB,隔离度≥70dB,开关速度9ns。对低温对开关性能的影响进行了分析。

用于极低温测量的真空密封多芯探测杆设计

一些量子器件的电学特性需要在极低温的环境中进行测试标定。一般测量需要在温度为4.2K的液氦环境中进行。为满足需求,设计了低温密封探测杆。可将需要测量的样品固定于样品杆底端,通过样品杆将样品置于充有液氦的液氦罐内。实验中测量到的信号将通过样品杆内的低导热率测量线从杆的底端传输至顶端密封盒,后传输出到外部测量设备。本文基于Auto CAD软件的描述,介绍样品杆的外部设计和内部构造。

FinFET器件在极低温下特性研究

研究FinFET器件在极低温下DC和RF特性。在低温测试台中,5组不同温度(77 K,120 K,200 K,250 K,300 K)下,将4对体硅FinFET器件进行在片测试。对测试得到的射频参数进行open-short去嵌处理,对处理后的数据进行对比分析。和器件工作在室温(300 K)相比,器件工作在77 K下,阈值电压升高了近75 mV,亚阈值斜率降低了50%,截止频率和最大振荡频率都提升了20%。