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干式变温超导磁体系统

干式变温超导磁体系统(注册商标:CryoM®)仅使用一个4K脉管制冷机或GM制冷机冷却超导磁体和变温插件,具有操作简单、运行成本低和功能扩展性强等特点,是科研用户理想的低温强磁场实验平台,增强防堵塞型设计无需外置液氮冷阱可连续工作半年以上。

标准CryoM集成9T螺旋管超导磁体,内径是50mm,静态氦气环境,变温范围:1.5K-400K,标配四象限双极性超导电源、四通道高精度控温仪、八通道温度指示器。专利的冷头悬浮减震和自恒压循环气路使得振动更小,降温更快,温度稳定性更好,标准电学测试样品杆集成多针真空贯穿、16pin puck样品托、低温双绞测试线和低磁阻校准型温度计(校准范围:1K-325K)。可选配12T/14T/16T螺旋管超导磁体、带光学窗的7T分离线圈对超导磁体、矢量超导磁体(9T/2T/2T)、NMR高均匀磁体等,可选配≤1.3K的更低最低温度。

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基于GM制冷机的的干式变温超导磁体系统(左);基于脉管制冷机干式变温超导磁体系统(右)

9T螺旋管变温超导磁体典型技术参数

冷头类型

GM制冷机或阀体分离脉管制冷机

磁场强度

 ±9T 

样品管内径

50mm(选配:30mm和60mm)

典型励磁时间

 ≤20分钟

初始降温时间

≤14小时(采用阀体分离脉管机)

≤17小时(采用GM制冷机)

温度稳定性

 ±10mK(1.5K-20K), 

 ±15mK(20K-300K),

 ±20mK(300K-400K)

变温范围

1.5K-400K

样品环境

 静态氦气

换样后再降温时间

<45分钟(初始VTI处于低温);<100分钟(初始VTI和样品杆处于室温)

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基于脉管机的带光学窗的干式7T变温超导磁体系统(左);基于脉管制冷机的变温9/2/2三轴超导磁体系统(右) 

选  配

磁体

样品杆

插件

组件

12T/14T/16T螺旋管超导磁体

单轴/双轴样品杆

稀释制冷机插件

超低震动组件

带水平光学窗的分离线圈对超导磁体

光学样品杆

AC磁化率插件

多针/SMA/BNC/光纤等真空贯穿

三轴矢量磁体/高均匀磁体

He-3插件

热学测试插件

双绞/柔性同轴/半钢缆/三同轴/光纤


CryoM提供多种选件,如单轴/双轴样品杆、光学样品杆、He-3插件/稀释制冷机插件、磁化率插件/热学测试插件、更低温度(≤1.3K)、超低震动组件(如冷头悬浮减震、减震沙箱等)和接线盒等。基于阀体分离脉管机和冷头悬浮减震设计的超低震动干式变温超导磁体的震动水平<100nm,特别适合进行低温磁光实验。

此外,我们提供基于干式变温超导磁体系统的低温强磁场物性测试系统(TKMS),集成低温强磁场下的电磁输运、Hall测试、磁化率测试和热输运测试等功能,并提供多路样品测试模块,允许同时对多个样品进行测试。

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典型低温强磁场物性测试系统(TKMS

He-3插件匹配顶部装卸型1.5K制冷机(Acryo-1.5K和干式变温超导磁体(CryoM,内置低温吸附泵和密封He-3气路,单发工作模式,空载最低温度<270mK,在空载情况下最低温度保持时间大于60小时,在350mK时制冷量大于100uW。标准he-3插件样品环境是真空,可选配交换He-3气体型和更长保持时间。典型应用包括电磁输运测试、量子霍耳效应、超导器件测试、Squid测试、高压(DAC)、热输运测试等。


He-3插件典型技术参数

冷源

Acryo-1.5K或CryoM低温系统

运行方式

单发

最低温度

≤270mK(备注:空载无外加热负载)

样品环境

真空(选配交换气体

最低温度下保持时间

≥60小时(备注: 使用2.5L NTP He-3)


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基于脉管制冷机集成He-3插件的干式变温超导磁体系统(左图);典型He-3插件(右图);

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典型He-3插件制冷量与温度关系

AC磁化率样品杆

 

AC磁化率模块典型技术参数

AC 磁化率[χ]

灵敏度

<1x10-8   emu@10 kHz

相位精度

±0.5°

驱动参数

幅度

0.01 to 16 Oe (峰值

频率范围

10 Hz to 10 kHz

线圈组尺寸

内径

8 mm

工作范围

温度:1.5K to 325 K;磁场:0 to 16T(灵敏度条件@ AC激励10 mOe @10 kHz)

备注

对应零场下的测试参数


插件示例

安装案例

1、该系统采用GM制冷机作为冷源,并采用冷头悬浮减振专利技术,采用顶部装卸型设计,提供静态交换氦气环境,样品管内径50mm,

变温范围:<1.5K-300K,磁场范围:±9T,集成物性测试功能模块,允许同时对多个样品进行测试。

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2、采用阀体分离低振动脉管制冷机作为冷源,并采用冷头悬浮减震专利技术,标称振动水平小于100nm,该系统采用顶部装卸型设计,

提供静态交换氦气环境,样品管内径50mm,最低温度:<1.35K,最高磁体强度为9T,真空型样品杆用于热学实验。

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3、采用阀体分离脉管制冷机作为冷源,并采用冷头悬浮减震专利技术,采用顶部装卸型设计,振动水平:100nm,

提供静态交换氦气环境,样品管内径50mm,最低温度:<1.5K,最高磁体强度为12T。

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4、该强磁场低温系统提供的样品管内径:50.5mm,变温范围:1.5K-400K,磁场范围:±9T,

集成物性测试功能模块,允许同时对多个样品进行测试。

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 5、采用阀体分离低振动脉管制冷机作为冷源并采用冷头悬浮减震专利技术,最低温度小于1.5K,

最高磁体强度为9T,不仅用于电磁输运测试,还用于MOKE等磁光测试。

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