-196℃深冷處理
簡(jiǎn)要描述：-196℃深冷處理，又稱為液氮冷凍處理，是利用液態(tài)氮將物體冷卻至低溫的一種技術(shù)。液態(tài)氮的沸點(diǎn)為-196℃，在這個(gè)溫度下，物體的分子活動(dòng)速度減緩，幾乎停止。這使得物體的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，從而帶來(lái)一系列顯著的改變。
更新時(shí)間：2023-10-07
所屬分類：金屬冷處理
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詳情介紹
-196℃深冷處理的原理及過(guò)程
-196℃深冷處理，又稱為液氮冷凍處理，是利用液態(tài)氮將物體冷卻至低溫的一種技術(shù)。液態(tài)氮的沸點(diǎn)為-196℃，在這個(gè)溫度下，物體的分子活動(dòng)速度減緩，幾乎停止。這使得物體的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，從而帶來(lái)一系列顯著的改變。
深冷處理的過(guò)程包括預(yù)冷、主冷和回溫三個(gè)階段。首先，待處理的物體會(huì)經(jīng)過(guò)預(yù)冷處理，逐漸降低溫度以適應(yīng)惡劣低溫環(huán)境。接下來(lái)，物體被置于液態(tài)氮中，進(jìn)行主冷處理，使其溫度快速下降至-196℃。在這個(gè)極低溫度下，物體的組織結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生重組、變硬和變脆等改變。最后，物體會(huì)被緩慢回溫至室溫，使其恢復(fù)到正常狀態(tài)。
-196℃深冷處理是指以液氮為制冷劑，在低于-130℃的溫度對(duì)工件進(jìn)行處理的方法。-196℃深冷處理能在不降低工件強(qiáng)度與硬度的情況下，顯著提高工件的韌性。-196℃深冷處理方法分為液體法和氣體法兩種。液體法是將工件直接放入液氮中，處理溫度為-150℃，缺點(diǎn)是熱沖擊大，有時(shí)甚至造成工件開(kāi)裂；氣體法是通過(guò)液氮的氣化潛熱和低溫氮?dú)馕鼰嶂评洌幚頊囟冗_(dá)-196℃，處理效果較好。
根據(jù)冷卻方式的不同，-196℃深冷處理可以分為制冷機(jī)法和低溫液體冷卻法兩類。壓縮空氣制冷曾經(jīng)得到一定程度的應(yīng)用，但是由于設(shè)備存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維修不方便等缺點(diǎn)，目前很少采用。近幾年發(fā)展起來(lái)的低溫冰箱，隨著低制冷溫度的下降，同時(shí)由于其結(jié)構(gòu)緊湊和操作運(yùn)行簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，有望在-100 ℃的溫度附近得到廣泛的應(yīng)用。然而，對(duì)于溫度更低的-196℃深冷處理，其應(yīng)用時(shí)機(jī)還不成熟。目前常采用的則是低溫液體冷卻法，由于液氮的溫度合適、來(lái)源廣泛、無(wú)污染、價(jià)格比較便宜，大多情況下利用液氮作為冷媒介質(zhì)，有時(shí)還利用液氮和酒精等介質(zhì)混合的方式獲取不同的溫度。
首先，-196℃深冷處理被廣泛應(yīng)用于食品行業(yè)。在食品加工過(guò)程中，細(xì)菌和微生物的存在是一個(gè)不可避免的問(wèn)題。通過(guò)將食品暴露在-196℃的環(huán)境中進(jìn)行深冷處理，可以有效地殺滅這些細(xì)菌和微生物，從而保證食品的安全和衛(wèi)生。同時(shí)，由于深冷處理可以減緩食品的老化和腐敗過(guò)程，因此可以延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期，提高產(chǎn)品的附加值和競(jìng)爭(zhēng)力。
其次，也被廣泛應(yīng)用于藥行業(yè)。在某些情況下，一些生物制品需要在極低的溫度下保存才能保持其活性和穩(wěn)定性。通過(guò)深冷處理，這些生物制品可以被保存在-196℃的環(huán)境中，從而保證其質(zhì)量和效力。此外，一些藥品也可以通過(guò)深冷處理來(lái)提高其純度和溶解度，以便更好地應(yīng)用于臨床治療。
還被廣泛應(yīng)用于電子行業(yè)。在電子器件制造過(guò)程中，表面微觀結(jié)構(gòu)的改變往往會(huì)影響其性能和壽命。通過(guò)將電子器件暴露在-196℃的環(huán)境中進(jìn)行深冷處理，可以有效地控制器件表面的熱膨脹系數(shù)，避免因熱脹冷縮而導(dǎo)致器件失效。同時(shí)，深冷處理還可以提高電子器件的導(dǎo)電性和抗磨損性，提高器件的質(zhì)量和可靠性。
綜上所述，-196℃深冷處理作為一項(xiàng)具有廣泛應(yīng)用前景的技術(shù)，在食品、藥、電子等領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。通過(guò)改變物質(zhì)的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，深冷處理可以延長(zhǎng)使用壽命、提高質(zhì)量等目的，為各個(gè)行業(yè)的發(fā)展提供了重要的支持和保障。隨著科技的不斷進(jìn)步，深冷處理技術(shù)也將會(huì)進(jìn)一步發(fā)展和完善，為更多應(yīng)用場(chǎng)景提供更好的解決方案。
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