绝热去磁制冷机技术介绍
随着科学技术的不断发展，低温物理，地面探测等领域对极低温度（<1k）的需求日益增加。目前极低温制冷技术主要包括稀释致冷
（dilution refrigerator），吸附制冷（sorption cooler），绝热去磁制冷（adiabatic demagnetization refrigerator，adr）。
稀释制冷机（dr）是利用3he-4he溶液的特性进行制冷，3he-4he混合液在极低温下有相分离的现象，当3he原子从浓相进入稀相中
时，吸收热量从而产生制冷效应。
吸附制冷机原理是蒸发制冷，利用工质4he或3he的饱和温度与饱和蒸气压的对应关系，不同温度下吸附剂对吸附工质的吸附率不同，
通过周期性的加热冷却吸附剂来实现制冷。
以上两种制冷方式都需要制冷工质氦，而氦作为一种稀缺资源，价格越来越高，成为极低温技术规模应用制约因素。而绝热去磁作为一
种固态制冷方式，具有不依赖重力、不依赖稀缺工质氦3、紧凑高效的突出优点，已成为空间应用的主流极低温制冷技术，同时在地面
应用中也渐受青睐。绝热去磁制冷机（adr）是利用顺磁盐的磁热效应实现制冷，可获得20-100mk的温度。磁热效应，是指磁性材
料在磁场增强或减弱时，由于磁矩的熵发生变化，从而表现出的一种放热或吸热现象。
我们以德国kiutra的“mr” 系列无液氦绝热去磁制冷机为例。它结合gm/pt闭环预冷和绝热去磁制冷，可以扩展多个adr单元。它
可以执行两种工作模式：
single-shot绝热磁场制冷（adr）：
如下图所示，single-shot磁制冷可以用来产生短期冷却。在保持时间(流程6)内磁控温度提供了良好的精度和稳定性。
1.绝热去磁制冷机由pre-cooling（gm/pt制冷端），heat switch（热开关），cooling medium（顺磁盐），magnet（磁体），device under test（冷台）。
2.热开关导通，磁热工质与预制冷端耦合，励磁磁场增加到，磁化热释放，冷台被加热至高于tbase
3.磁化热被gm/pt制冷端不断转移出去，冷台温度低至tbase
4.热开关断开，阻止热量从预制冷端向磁热工质传导，励磁磁场继续工作
5.励磁磁场强度减弱，冷端温度继续下降
6.冷端温度不再下降，励磁磁场强度持续减弱
7.励磁磁场强度归零，制冷流程结束
8.冷端温度上升，磁热工质返回初始状态
连续绝热去磁制冷（cadr）：
对于某些应用，短期冷却是不够用的，kiutra提供了基于多级磁制冷的连续绝热去磁制冷机，几个磁制冷单元相互连接并保持平衡，第
n个冷却单元释放的磁化热被第(n-1)个单元耗散，依此类推。这就保证了连接到冷端上的后一级磁制冷单元不会耗尽磁场，因此可
以持续提供开尔文甚至亚开尔文的温度。
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