XRD原位冷热台液氮循环低温系统 返回列表页

XRD原位冷热台液氮循环低温系统解析

一、系统概述

系统是一种安装在X射线衍射仪（XRD）上的新颖科研附件，主要用于实现样品在*低温至高温环境下的原位结构研究。其核心功能是通过液氮制冷与电阻加热结合的方式，提供-190℃至600℃（或室温至1200℃）的宽温区控制，温度稳定性达±0.1℃，支持空气、惰性气体或真空环境下的测试。

二、系统构成与工作原理

1.核心组件：

冷热台主体：集成液氮循环管路与加热电阻，实现快速升降温。

温度控制系统：采用PID控制算法，通过PT100温度传感器实时反馈，确保温度精度。

液氮循环系统：液氮作为制冷剂，通过循环管路降低样品台温度，结合电阻加热实现双向温控。

气氛控制系统：可选配真空腔室（10?? mbar）或供气系统，模拟实验所需环境。

上位机软件：支持温度程序设定、数据采集及Labview二次开发。

2.工作原理：

制冷：液氮通过循环管路快速降低样品台温度，结合外壳循环水冷却防止结霜。

加热：电阻丝加热实现高温控制，升降温速率可达0-50℃/min。

控温：PID算法动态调整液氮流量与加热功率，维持温度稳定性。

三、技术优势

1.宽温区与高精度：

温度范围：-190℃至600℃（液氮制冷）或室温至1200℃（电阻加热）。

稳定性：±0.1℃（<600℃），±1℃（>600℃）。

2.快速响应：

液氮制冷速度极快，适用于需要快速温度变化的实验（如相变研究）。

3.样品兼容性：

支持粉末、片材等多种样品形态，适配反射与透射模式。

4.安全性：

配备液位报警、超温保护及缺氧报警功能，确保操作安全。

四、应用领域

1.材料科学：

研究材料在升温/降温过程中的相变、晶体结构变化及热膨胀行为。

2.地质学：

模拟地壳高温高压环境，分析矿物相变与地幔材料稳定性。

3.化学催化：

测试催化剂在反应气氛下的结构变化与稳定性。

4.物理研究：

探究超导材料在低温下的物理特性及磁性材料热行为。

5.生物医药：

研究蛋白质结晶、药物热稳定性及生物样本低温保存。

五、市场供应与选型

1.主流供应商：

文天精策仪器科技（苏州）：提供CH600-190-XV等型号，支持定制光学盖板与透射模式。

科仪谦：LN600-XRD型号价格约12万元起，温度范围-190℃至600℃，样品区尺寸25x25mm。

果果仪器科技（上海）：八探针冷热台集成液氮制冷与电学测试功能。

2.选型建议：

根据实验需求选择温度范围（-190℃至600℃或RT至1200℃）。

确认是否需要真空腔室或特定气氛控制。

评估升降温速率与温度稳定性要求。

六、操作与维护

1.操作要点：

需与专用温度控制器及上位机软件配合使用，支持Labview二次开发。

实验前需检查液氮液位、循环水系统及真空度。

2.日常维护：

冷却系统：每3-6个月更换冷却水，清洁水箱并检查水管接口。

真空系统：每年更换真空泵油、干燥剂及过滤树脂。

环境控制：维持环境湿度20%-60%，温度10℃-25℃，避免腐蚀性气体与磁场干扰。

七、总结

XRD原位冷热台液氮循环低温系统是材料、化学、物理等领域科研工具，其宽温区、高精度及快速响应特性为原位结构研究提供了有力支持。选型时需结合实验需求与预算，日常使用中需严格遵循操作规范与维护要求，以确保系统稳定运行与实验数据可靠性。