Заливные гелиевые криостаты КГЗ (LHD) (Tмин – от 4,2 К без откачки паров гелия, от 1.5 К – с откачкой)

Краткое описание

Заливные гелиевые криостаты серии КГЗ (LHD) производства ООО «Криогенные приборы» предназначены для проведения исследований образцов в широком рабочем диапазоне температур от <2 до 325 K и выше.

Преимуществом заливных криостатов является возможность работы при очень низких температурах (вплоть до 1.3 К) при наличии соответствующей откачки; помимо этого, такие криостаты имеют существенно более низкий расход жидкого гелия в процессе работы по сравнению с проточными моделями. Также такие криостаты имеют самые низкие вибрации среди всех стандартных криостатов (вибрации возникают только за счет образования пузырьков пара в кипящем гелии [и азоте, если это криостат с азотной рубашкой]). К недостаткам следует отнести возможность работы только в вертикальном положении с незначительными отклонениями от вертикали, достаточно большие размеры, и более высокую стоимость в сравнении с проточными криостатами.

Образец в заливном гелиевом криостате может быть расположен в вакууме, в парах гелия либо в жидком гелии. Во втором и третьем случае обычно доступна возможность быстрой смены образца без необходимости отогрева криостата.

Криостат может быть выполнен как с азотной рубашкой, так и с охлаждением экранов холодными парами гелия. Первый вариант обеспечивает более низкий расход гелия (особенно при заливке криостата), однако требует жидкого азота для работы.

Следует отметить, что большинство моделей заливных криостатов могут работать и в качестве чисто азотных (при заливке азота в гелиевую емкость), при этом минимальная температура составит 78 К без откачки паров и до 64 К при откачке паров азота.

Возможны как оптические, так и неоптические исполнения, в том числе для работы совместно с электромагнитами или со сверхпроводящими магнитами с теплым отверстием (Room Temperature Bore, RTB).

Области применения

— оптика;

— электро- и магнитно-оптические эксперименты;

— электрические и электромагнитные эксперименты;

— рамановская спектроскопия (спектроскопия комбинационного рассеивания);

— ИК-Фурье спектроскопия;

— DLTS (deep level transient spectroscopy, спектроскопия глубоких уровней);

— исследования теплоемкости;

— термическая, электрическая и магнитная восприимчивость;

— магнитно-оптический эффект Керра;

— наблюдение эффекта Зеебека.

— люминесценция и электролюминесценция;

— специальные применения типа рентгеновской дифракции, мёссбауэровской спектроскопии и т.п..

Основные преимущества

— наиболее низкие вибрации среди всех стандартных криостатов (<1 нм);

— низкий расход жидкого гелия;

— длительное время автономной работы (до нескольких суток для криостатов с большим объемом резервуаров для азота и гелия);

— возможность работы в широком диапазоне температур;

— широкие возможности кастомизации пространства для образца – доступны как исполнения для работы с магнитами, так и под большие образцы диаметром до 30 см и более.

Дополнительное оборудование

— температурные контроллер и/или монитор;

— средства откачки вакуума и паров гелия: пластинчато-роторные (масляные) и спиральные насосы, турбомолекулярные откачные посты (в сухом и масляном исполнении); а также азотные ловушки;

— набор вакуумной арматуры для соединения с линией откачки;

— дополнительное оптическое и электрическое оборудование, необходимое для измерений заказчика;

— сосуды Дьюара гелиевые и азотные;

— переливные устройства (обычные и с ЭВТИ для жидкого азота; с ЭВТИ для жидкого гелия);

— поставка азотного и гелиевого уровнемеров;

— стенд для установки криостата.

Стандартная конфигурация криостата

— резервуар для жидкого гелия;

— резервуар для жидкого азота (при наличии азотной рубашки);

— вакуумный корпус криостата;

— датчики температуры на теплообменнике и на держателе образца;

— управляющий нагреватель;

— откачной вакуумный сильфонный клапан KF16 либо KF25;

— аварийные клапаны сброса давления на вакуумной рубашке, азотном и гелиевом резервуарах;

— 10-контактный вакуумный разъем для присоединения криостата к контроллеру температуры;

— противооблединительные нагреватели, установленные на капиллярном и потоковом клапанах;

— игольчатый клапан для контроля потока гелия;

— порт откачки паров из пространства образца с фланцем стандарта KF;

— сорбционный насос.

Доступные опции

— провода различной конфигурации (витая пара, коаксиальные, оптоволокно), проведенные от держателя образца до вакуумно-плотного разъема, установленного на верхнем фланце криостата (в криостате с образцом в вакууме) или на головке вставки в шахту (в криостате с образцом в жидкости или парах гелия);

— дополнительные датчики температуры, устанавливаемые на держатель образца и/или сам образец;

— повышение максимальной температуры криостата до 500/800 К;

— установка оптических окон из любого материала в зависимости от требований заказчика (плавленый и кристаллический кварц, ZnSe, кремний, фторопласт, TPX и др.);

— изготовление держателей образца согласно требованиям заказчика;

— проектирование пространства образца, конфигурации оконного блока и т.п. для специальных применений (для использования совместно с магнитами; для больших образцов и т.п.);

— для криостатов с образцом в парах гелия возможна поставка различных вставок и измерительного оборудования, подготовленного под проведение определенного эксперимента;

— добавление электрических разъемов под задачи Заказчика.

Технические характеристики