160147. lajstromszámú szabadalom • Alacsonyhőmérsékletű variálható héliumkriosztát
160147 8 mos zárt mérőkamrás mintahűtő használatánál, bizonyos optikai vizsgálatoknál a 80 K° feletti tartományban is a folyékony hélium hűtőközeg használata kerül előtérbe. Az alapkriosztát megismert szerkezeti megoldásával járó fő előnyök a változtatható hűtőkapacitás, a kicsiny párolgási alapveszteség, az egyszerű szerkezet, a könnyű kezelés és hibaelhárítás, a mérés előtt és mérés köziben statikus vákuumköpeny, a viszonylag könnyű gyárthatóság és a széleskörű variálhatóság. Az alapkriosztát variálási lehetőségeit a vonatkozó működési jellegzetességekkel együtt az alábbiakban ismertetjük. A 2. ábra szerinti mintakamra és a 3. ábra szerinti csökkentett átmérőjű végdarab vezetési jelenségek, alacsonyhőmérsékletű kalorimetria és mag mágneses rezonancia mérésére alkalmas varációt képviselnek. A végdarab átmérője mágnespólusok közé vagy szolenoidba való elhelyezést tesz lehetővé. Vezetési jelenségek mérésénél a 2. ábra szerinti homogén mintakamrát •_— a működési hőmérsékleten is paramágneses — 31 vékonyfalú rozsdamentes acél cső képezi. MMR mérésénél a mintakamra a 2. ábrán látható inhomogén kivitelű, a 31 rossz hővezető csőhöz keményforrasztással csatlakozik a 32 kővár cső, amelyhez a közismert üvegtechnikai eljárással kötjük a minta környezetében levő 33 kvarc csövet. Ebben az esetben lényeges az inhomogén csőszakas tökéletes feszültségmentesítése, amelyet hőkezeléssel lehet elérni. A 32 cső felső végén levő horonyba illeszthető a 4. ábra szerinti mihtaállító. A jelzett mérésekhez szükséges végdarab szerkezetét a 3. ábra szemlélteti. A szerkezet a 42 és 47 központozó elemek segítségével a különböző hőmérsékletű 43, 46 és 48 paramágneses hengerpalástok koncentrikus beállítását, a 41 illesztő hüvely pedig a póluspár függőleges tengelyvonalába — felezővonalába — való elhelyezést biztosítja. A 43 és 46 palástokat a 39 lazakarima illetve a 44 menet oldásával könnyen és gyorsan el lehet távolítani. nyösen a 155—124 lajstromszámú PRECÍZIÓS HÖMÉRSÉKLETSZABÁLYOZÓ BERENDEZÉS-t alkalmazzuk. 80 ... 300 K° között is' az utóbbi elrendezés a célszerű, de folyékony hélium helyett folyékony nitrogén hűtőközeg alkalmazásával. A bemutatott berendezések alkalmazásával járó előnyök a következők: a hőmérsékletszabályozás széles intervallumban és nagy pontossággal végezhető, a minta hőmérséklete homogén, az adiabatikus mintaelrendezés következtében nagyobb mintahőmérsékleteknél is elfogadható a párolgási veszteség, a mintacsere könnyen és gyorsan elvégezhető, biztosított a függőleges tengely körüli pontos mintaállítás, a mérést mágnespólusok között vagy szolenoidban is elvégezhetjük. A 4. ábra szerinti mintaállító berendezés a kriosztát 1., 2., 3. és 10. ábrák szerinti kiviteli alakjainál a minta függőleges tengely körüli forgatását és beállítását teszi lehetővé. A mintaállító forgó vákuumátvezető, vákuumtömítésre az 53 tömszelence szolgál. Az 51 illesztő csapok az 50 foglalat elforgását akadályozzák. Az 54 mérőtárcsa fokbeosztású, az 52 tömítő csavar felső hengeres nyúlványán elforgatható, és az 56 csavarral tetszőleges helyzetben lehet rögzíteni. A 60 csőszár és az 55 mutató forgatása az 59 forgatógombbal történik, amelyet 58 illetve 57 csavarok rögzítenek a csatlakozó alkatrészekhez. A 62 vékonyfalú rossz hővezető tartócső a 63 kúpos felfogó szerkezetben végződik, felhasított furatába helyezzük a mintatartó felső befogó csövét, amelyet a 64 csavarral — a felfogó szerkezet összeszorításával — rögzítünk. A befogott minta kivezetéseit a 63, 62 és 60 csöveken keresztül lehet felvezetni, a 61 szigetelő tárcsával elrendezni, és a tárcsa felett ragasztással tömíteni. A mintaállító berendezés használatával járó előnyök a pontos mintaállítás, a gyors mintacsere, a vákuumtömített forgatás és kivezetések lehetősége. Határozott előnyt jelent még a szerkezet egyszerűsége és biztonságos működése. A mintahűtők és végdarabok között nem szerepelnek a neutrondiffrakciós mérésre szolgáló kiviteli alakok. Ez nem hátránya a találmány szerinti alacsonyhőmérsékletű héliumkriosztátnak, ugyanis a korábban kidolgozott neutrondiffrakciós kiviteli alakokat a variálható héliumkriosztátnál jól felhasználhatjuk. Az 5. ábrán bemutatott Mössbauer-effektus mérésére alkalmas 180°-os vagy 90°-os ablakelrendezésű végdarab egyrészes vagy kétrészes hőátvivő betéttel, vezetéssel történő hőátvitellel működik. A 75 hőátvivő betét egyben mintatartó, amelynek átmenő furata egyik oldalon nagyobb átmérőjű csavarmenet. Az így kialakított fészekbe helyezzük a korong alakú 74 mintát, és a 76 hengeres csavarral fémesen a hővezető felületekhez szorítjuk. Ha a 75 és 76 alkatrészeket jó hővezető anyagból — előnyö-A 2. és 3. ábra szerinti elrendezés esetén a *"' 4. ábra szerinti mintaállító alkalmazását is előirányozva a minta hőmérsékletét a következő módon lehet szabályozni. 2... 4,2 K° között a mintaállítón rögzített minta redukált nyomású — szívónyomásszabályozón keresztül vákuumozott — folyékony héliumba merül. 4,2 K°-on a minta az atmoszférikus nyomású gyűjtőhálózatba párolgó folyékony héliumba, vagy a folyékony héliumba merülő, hélium gázzal — célszerűen 600 tor abszolút nyomásig — töltött 55 mintakamrában van. 4,2 ... 80 K° között a minta az atmoszférikus nyomású gyűjtőhálózatba párolgó folyékony héliumba merített mintakamrában van, amelyet redukált nyomású — célszerűen 10... 100 tor — hélium gázzal töltünk, vagy 60 10~4 ... 10 -5 tor értékig vákuumozunk, és szabályozzuk a mintaíartón levő fűtőtekercs fűtőteljesítményét. A fűtőteljesítmény szabályozására elektronikus hőmérsékletszabályozót, — elő- g5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
