研究成果

mK 制冷装置

稀释制冷平台利用脉冲管制冷机对 3He/4He 混合气进行预冷，再经过逐级节流和换热后，在接近绝对零度时出现分离相，浓相向稀相持续扩散过程会进一步降低温度，不断逼近绝对零度。该稀释制冷平台可实现最低 5 mK 的无负载制冷温度以及 900 μW@100 mK 的制冷量，可开展 3He/ 4He 混合液的热物理特性实验、固-固和固-液界面传热特性实验、卡皮查热阻测量实验等。

液氦发生及回收装置

液氦是低温制冷技术与低温科学研究中的关键工质，同时也是支撑国家科技发展的重要稀缺战略资源。该液氦发生与回收平台由氦气回收单元、氦气纯化单元及氦气液化单元等核心模块组成。回收的氦气经多级分离与深度纯化处理后，利用 4 K 级GM制冷机实现高效液化，最终储存在移动式液氦杜瓦中，为各类低温实验平台提供稳定可靠的液氦供应。该系统具备500L液氦储备能力，并可实现50L/天的液氦再生能力，可持续为低温科研实验提供坚实保障。

低温传热测试

极低温条件下，低温工质的流动与热传导行为受量子特性的显著影响，展现出复杂且丰富的物理内涵。为进一步理解超流氦流动传热中的基础性科学问题，设计开发了极低温传热测试装置，用于开展低温工质在复杂环境中的流动与传热特性研究，包括超流氦中量子涡旋与常流成分的相互作用、超流氦传热机理及热力学物性、低温节流部件与系统响应特性研究以及超流氦在多孔介质内的流动与传热特性等。


低温组件性能测试

基于脉冲管制冷机前级预冷与焦耳-汤姆逊（J-T）节流制冷相结合的方案，低温团队成功研制了一套 J-T 节流制冷机样机。该样机实现了最低 1.2 K 的极低温温度，并在 2.0 K 温度下可提供 110 mW 制冷量。用于开展节流制冷及流动传热特性等传热组件性能测试。


低温界面热阻测试

液氦温区下的稳态传热研究不仅有助于揭示材料在低温环境中的热输运规律，深化对界面热阻形成机制的理解，也为高性能低温热界面材料的设计和深冷系统的热管理优化提供重要支撑。低温稳态传热测量系统作为实现液氦温区宏观尺度热输运研究的核心平台，可实现液氦温区下温度、界面压力、热界面材料厚度等关键参数的精确测量与稳定控制；同时，平台针对低温环境特有的挑战（如机械振动、温度波动）进行了针对性优化设计，以最大限度地保障测量的精度、稳定性和可重复性。该系统可在 2-10 K 范围内实现稳定温控，界面压力可达 6 kN，热界面材料厚度测量精度达 0.1 μm，适用于金属、非金属及复合材料界面热阻、固体导热及接触行为的高精度研究。