突 破 高 频 脉 冲 管 制 冷 机 目 前 只 能 在 20 K 以 上 温区 工 作 的 限 制 , 研 究 高 频 和 20 K 以 下 温 区 条 件下 非 理 想 热 力 学 过 程 , 揭 示 工 ?和 蓄 冷 材 料 变物 性 对 回 热 器 效 率 和 脉 冲 管 制 冷 过 程 的 影 响 ,获 得 制 冷 机 在 此 条 件 下 工 作 的 部 件 最 优 设 计 方案 , 进 而 发 展 出 能 够 将 制 冷 温 度 达 到 20 K 以 下温 区 的 实 验 依 据 , 为 在 空 间 ?超 导 、 低 温 电 子等 相 关 方 面 的 应 用 奠 定 基 础 。
20K以下温区的低温制冷机是国际前沿、有明确应用背景的一个研究课题。多级高频脉冲管制冷机是国际上能达到20K以下温区的主要方法,也是国际上近年来的一个研究重点。本课题从理论和实验两个方面对该问题进行了深入细致的研究。理论上探讨了实现20K以下温区的路线和方法;实验上和德国吉森大学合作,在国际上首先实现了气耦合型二级脉冲管制冷机19K的最低温度和热耦合型二级脉冲管制冷机13K的最低温度,处于国际领先水平。在此基础上,在国内也开展了二级高频脉冲管制冷机的实验研究,在理化所改进后的气耦合型二级脉冲管制冷机进一步达到了16K的最低温度,从而为我国在该研究方向上的应用奠定了基础,也提高了我国在该方面的影响。