2024 年 9 月 26 日,京瓷宣称为欧洲最先进的粒子加速器提供冷却器,由氧化铝和铜制成的复合部件可在零下 200 摄氏度下生产超导体。1,100 米长的“反质子和离子研究设施”(FAIR)是欧洲最先进的环形加速器之一,正在德国达姆施塔特(Darmstadt)的 GSI 亥姆霍兹重离子研究中心(GSI Helmholtz Centre)建造。借助它,可以研究宇宙中物质产生的极端条件——温度、压力和密度。为此,利用了某些材料(称为超导体)在零下 200 摄氏度以下的温度下发生的带电粒子的高迁移率。然后可以将粒子加速到几乎光速。为了达到极冷,液氦或液氮通过京瓷开发的环绕超导体的冷却器。这些冷却器结合了997氧化铝陶瓷管的高耐寒性和绝缘性与高纯度铜制成的接触式散热器的高导热性。这两个组件采用镍铁合金钎焊连接在一起。

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几十年来,京瓷精细陶瓷欧洲有限公司(KYOCERA Fineceramics Europe GmbH )一直是欧洲核子研究中心 (CERN) 和 GSI 亥姆霍兹重离子研究中心等研究机构的常规开发合作伙伴。与科学家一起,开发和测试特殊陶瓷以满足特别高的要求。除了耐寒性之外,单个铜散热器之间的电气绝缘(高达 1 kV)和防止泄漏(氦气高达 10-9 mbar l/s)也在为 GSI 制造的冷却器中发挥了决定性作用。此外,冷却器的设计使用寿命约为 30 年。

如今,粒子加速器不仅用于大型研究设施,还用于许多其他应用,例如用于医学中的成像过程和放射治疗、用于机场安全检查期间的药物和爆炸物检测或通常用于实验室的材料分析。目前,全球约有 30,000 台粒子加速器在使用,而且这一趋势还在不断增加。

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作者 gan, lanjie