從工作及結構原理上來講講液氮深冷設備
瀏覽次數：2591更新日期：2023-11-30
深冷處理技術是20世紀中葉在我國發展起來的。采用乙醇+干冰進行了模具、量具和工具的尺寸穩定性試驗和應用。上世紀90年代，各研究所開始研究和分析高速鋼、模具鋼、硬質合金等材料。研究表明，深冷處理對提高這些材料的耐磨性、韌性、硬度、尺寸穩定性和耐蝕性有不同的作用。
液氮深冷設備在超低溫時由于結構的體積收縮和Fe晶格常數的降低，碳原子析出的驅動力增強。結果在馬氏體基體中析出大量超細碳化物。這些超細晶體將提高材料的強度，增加耐磨性和剛性。
在工作及結構原理上，液氮深冷設備不同于傳統的液氮浸泡，液氮浸泡是直接將工件放進液氮中浸泡，這種不容易掌握溫度且容易對人體造成傷害，而液氮深冷設備箱以液氮作為冷源。液氮存放在低溫液體貯罐內，使用時先關閉貯罐的放空閥，再打開增壓閥，因部分液氮氣化使貯罐內部壓力升高，此時找開液氮的出口閥，液即從貯罐內壓出，經氣動薄膜調節閥進入深冷柜。
液氮進入深冷柜后，經噴管噴出，由于箱體溫度高于液氮溫度，所以它很快氣化，且體積膨脹、使氣溫下降，軸流風機將低溫氮氣吹入工作室，使工件冷卻。
使用過程中要經常檢查，可以用眼觀測也可以用手觸摸外殼，若發現外表掛霜，應停止使用;特別是頸管內壁附霜結冰時不宜用小刀去刮，以防頸管內壁受到破壞，造成真空不良，而是應將液氮取出，讓其自然融化。
其原理主要涉及以下幾個方面：
1.液態氮的制備：液氮是指將氮氣冷卻至其沸點（-196℃）以下時形成的液體。通常會有一個液氮儲罐，其中高壓氮氣通過減壓閥放出并經過蒸發器，迅速降溫形成液態氮。
2.導熱傳遞：液氮具有很高的導熱性能，因此它可以快速吸收周圍物體的熱量。通常使用液氮噴射、浸泡或直接注入的方式，使待冷卻物體與液氮充分接觸，實現熱量的傳遞。
3.熱交換：為了提高冷卻速度和效果，通常會采用一種熱交換系統。這個系統包括一個冷凝器，用于將氮氣從加熱狀態轉變為液態。經過冷凝器后，液態氮會被送回儲罐循環使用。
4.蒸發：在物體被液氮冷卻后，液態氮會迅速蒸發為氣體。氣態氮會通過排氣閥等途徑排出設備，從而保持恒定的工作溫度。
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