从工作及结构原理上来讲讲液氮深冷设备

浏览次数：2064更新日期：2023-11-30

　　深冷处理技术是20世纪中叶在我国发展起来的。采用乙醇+干冰进行了模具、量具和工具的尺寸稳定性试验和应用。上世纪90年代，各研究所开始研究和分析高速钢、模具钢、硬质合金等材料。研究表明，深冷处理对提高这些材料的耐磨性、韧性、硬度、尺寸稳定性和耐蚀性有不同的作用。

　　液氮深冷设备在超低温时由于结构的体积收缩和Fe晶格常数的降低，碳原子析出的驱动力增强。结果在马氏体基体中析出大量超细碳化物。这些超细晶体将提高材料的强度，增加耐磨性和刚性。

　　在工作及结构原理上，液氮深冷设备不同于传统的液氮浸泡，液氮浸泡是直接将工件放进液氮中浸泡，这种不容易掌握温度且容易对人体造成伤害，而液氮深冷设备箱以液氮作为冷源。液氮存放在低温液体贮罐内，使用时先关闭贮罐的放空阀，再打开增压阀，因部分液氮气化使贮罐内部压力升高，此时找开液氮的出口阀，液即从贮罐内压出，经气动薄膜调节阀进入深冷柜。

　　液氮进入深冷柜后，经喷管喷出，由于箱体温度高于液氮温度，所以它很快气化，且体积膨胀、使气温下降，轴流风机将低温氮气吹入工作室，使工件冷却。
使用过程中要经常检查，可以用眼观测也可以用手触摸外壳，若发现外表挂霜，应停止使用;特别是颈管内壁附霜结冰时不宜用小刀去刮，以防颈管内壁受到破坏，造成真空不良，而是应将液氮取出，让其自然融化。

　　其原理主要涉及以下几个方面：

　　1.液态氮的制备：液氮是指将氮气冷却至其沸点（-196℃）以下时形成的液体。通常会有一个液氮储罐，其中高压氮气通过减压阀放出并经过蒸发器，迅速降温形成液态氮。

　　2.导热传递：液氮具有很高的导热性能，因此它可以快速吸收周围物体的热量。通常使用液氮喷射、浸泡或直接注入的方式，使待冷却物体与液氮充分接触，实现热量的传递。

　　3.热交换：为了提高冷却速度和效果，通常会采用一种热交换系统。这个系统包括一个冷凝器，用于将氮气从加热状态转变为液态。经过冷凝器后，液态氮会被送回储罐循环使用。