[实用新型]一种原位调压低温设备

说明书

本实用新型公开一种原位调压低温设备,属于低温高压物理实验装置技术领域。该设备上真空罩顶部的密封法兰上安装有四根真空密封调压杆，金刚石对顶砧上有四个可供调压用内六角头驱动螺丝，所述真空密封调压杆的六角头部分可插入所述驱动螺丝的内六角头中，所述金刚石对顶砧安装在一级环形热交换器的一级冷台转接上。由于采用环形热交换器设计，使得所述驱动螺丝的内六角头位置几乎不随温度变化，确保所述低温设备在整个工作温度范围内，所述真空密封调压杆与所述驱动螺丝始终保持准直。本实用新型能够实现在低温下对金刚石对顶砧进行原位调压。

技术领域

本实用新型属于低温高压物理实验领域，具体的说，是一种可以在真空低温环境下实现原位压强调节的设备。

背景技术

低温高压物理实验是比较前沿的物理科学实验，低温高压的极端实验条件对于发现如强关联、拓扑绝缘体、重费米子、分数量子霍尔效应和高温超导体等新的物理现象起到至关重要的作用，也可用来开展新材料的合成研究，通过对低温高压等极端条件下物质结构与性质的研究，揭示常规条件下无法获得的物质科学的新现象和新规律，对于本学科及相关学科的发展起到了重要作用。

金刚石对顶砧(DAC)是目前低温高压物理研究领域最普遍使用的高压产生装置。目前金刚石对顶砧加压的主要方式是通过调节加力驱动螺丝，使对称放置的两个金刚石之间产生几十甚至几百万个大气压的压强，但是这种调压方式通常是在室温大气环境下进行。在低温真空环境下完成一个压强点的测试后，往往需要将金刚石对顶砧的温度从低温恢复到室温，低温腔破真空后将金刚石对顶砧从低温腔内取出，改变金刚石对顶砧施加在样品上的压强后，再将金刚石对顶砧安装到低温腔内重新抽真空降温，不仅效率低，而且很难将升降温过程中DAC热胀冷缩引起的应力对待测试件的影响同压强改变对待测试件的影响区分开来。

实用新型内容

本实用新型提供了一种原位调压低温设备，克服了常见冷指型低温设备在变温过程中由于热胀冷缩造成调压杆和金刚石对顶砧上调压驱动螺丝失准直而无法实现低温下原位调压功能。

本实用新型提供了一种原位调压低温设备，包括：

原位调压装置，所述原位调压装置上真空罩顶部有一个密封法兰，所述密封法兰中心位置安装有窗片，所述窗片可透过红宝石荧光光谱，用来标定金刚石对顶砧对试件施加的压强，所述密封法兰上安装四根真空密封调压杆。每根所述真空密封调压杆上套有密封垫圈，所述金刚石对顶砧上有四个调压用驱动螺丝，所述真空密封调压杆的六角头部分可插入到所述驱动螺丝的内六角头中；

环形热交换器装置，其包括安装于下真空罩中的一级环形热交换器和（或）二级环形热交换器，所述一级冷台转接固定在所述一级环形热交换器上方，所述金刚石对顶砧安装在所述金刚石对顶砧夹具中并一起固定在所述一级冷台转接上方，冷屏固定在所述二级环形热交换器上；

制冷剂导入装置，为两层同轴套管结构，内管为柔性金属波纹管，外管为不锈钢管，同轴套管之间抽真空；

排气装置，为两层同轴套管结构，内管为柔性不锈钢波纹管，用于汽化后的气体排出，外管也为不锈钢管，所述外管上安装抽真空用球阀。

可选的，所述密封法兰的厚度为1-10mm。

可选的，所述真空密封调压杆的直径为2-10mm，长度为5-500mm，其一端为六边形，另外一端为正方形。

可选的，所述密封垫圈的形状为O型圈，其内径为2-10mm。

可选的，所述窗片的直径为4-32mm，其厚度为0.2-4mm。

可选的，所述环形热交换器为铜管环形绕制，每级环形热交换器的铜管圈数为2-10圈，所述环形热交换器分为2-5层，每层圈数5-10圈。

可选的，所述环形热交换器分为2-5层，每层圈数5-10圈。