4～10 K温区活性炭对氦气的吸附特性及其在4 K温区回热式制冷机中的潜在应用（英文）

席肖桐^1,2，王珏^1,2，陈六彪^1,2，郭璐娜^1,2，杨彪^1,2，周远^1,2，王俊杰^1,2

1. 中国科学院理化技术研究所低温工程学重点实验室2. 中国科学院大学

摘 要：活性炭对氦气的吸附量数据是低温领域中吸附式制冷机、气隙式热开关和制冷机回热器研究中的重要参数。活性炭作为制冷机蓄冷材料时,其对氦气的高吸附量导致的高比热有望解决4 K制冷机目前磁性蓄冷材料蓄冷能力严重不足的瓶颈问题,另外还存在着无磁性优点。然而,目前液氦温区活性炭对氦气的吸附量还没有充足的实验数据。本文通过搭建实验台,测试了活性炭在4～10 K,0.5～3.5 MPa范围内的吸附量数据,并计算了吸附热。另外,为了充分验证使用吸附的氦气作为蓄冷材料的可行性,分别计算和测试了比热与流动阻力。结果表明,吸附氦气后的活性炭比热明显高于常规的回热器材料,其流动阻力也与目前Er₃Ni等颗粒材料相当,能够适用于4 K制冷机回热器的蓄冷材料。

关键词：吸附特性;回热器;活性炭;吸附氦气;4 K级回热式制冷机;