Kryogenní cela pro studium vodního ledu v mikroskopu ESEM
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Práce se zabývá návrhem kryogenní cely pro studium vodního ledu v environmentálním skenovacím elektronovém mikroskopu (ESEM). Cela umožňuje studium ledu v rozmezí teplot 80 K – 300 K v prostředí plynného dusíku o tlaku až 400 Pa. Cela je chlazena průtokovým systémem chlazení, kde se jako chladivo využívá kapalný nebo plynný dusík. Cela se skládá z dvouplášťové nádoby s vakuovou izolací, průtokového tepelného výměníku, jímky vzorku a chlazeného víka cely. Tepelný výměník byl navržen tak, aby byl schopen odvést tepelnou zátěž na úrovní 1 W. Výměník je vybaven elektrickým odporovým topením o výkonu cca 60 W, umožňujícím ohřev vzorku rychlostí až 100 K·min-1. Součástí návrhu je i LN2 průchodka umístěná na vratech vakuové komory mikroskopu, ke které jsou připojeny kapiláry tepelného výměníku pro přívod a odvod chladiva. Při experimentálním ověření kryogenní cely ve zkušební vakuové komoře s tlakem GN2 ~ 400 Pa byla dosažena mezní teplota jímky vzorku 77,5 K.
The presented thesis focuses on designing a cryogenic cell for the study of water ice in an environmental scanning electron microscope (ESEM). This cell allows the study ice in the temperature range 80 K – 300 K in a nitrogen gas environment with a pressure of up to 400 Pa. The cell is cooled by a flow cooling system, where liquid or gaseous nitrogen is used as a refrigerant. The cell consists of a double-walled vessel with vacuum insulation, a flow-through heat exchanger, a sample well, and a cooled cell lid. The heat exchanger was designed to be able to dissipate the heat load at the level of 1 W. The exchanger is equipped with an electric resistance heater with an output of approximately 60 W, enabling heating of the sample at speeds of up to 100 K·min-1. The design also includes an LN2 gateway located on the door of the vacuum chamber of the microscope, to which the capillaries of the heat exchanger for the intake and outlet of refrigerant are connected. During the experimental verification of the cryogenic cell in the test vacuum chamber with a pressure of GN2 ~ 400 Pa, the limit temperature of 77.5 K on the sample well was reached.
The presented thesis focuses on designing a cryogenic cell for the study of water ice in an environmental scanning electron microscope (ESEM). This cell allows the study ice in the temperature range 80 K – 300 K in a nitrogen gas environment with a pressure of up to 400 Pa. The cell is cooled by a flow cooling system, where liquid or gaseous nitrogen is used as a refrigerant. The cell consists of a double-walled vessel with vacuum insulation, a flow-through heat exchanger, a sample well, and a cooled cell lid. The heat exchanger was designed to be able to dissipate the heat load at the level of 1 W. The exchanger is equipped with an electric resistance heater with an output of approximately 60 W, enabling heating of the sample at speeds of up to 100 K·min-1. The design also includes an LN2 gateway located on the door of the vacuum chamber of the microscope, to which the capillaries of the heat exchanger for the intake and outlet of refrigerant are connected. During the experimental verification of the cryogenic cell in the test vacuum chamber with a pressure of GN2 ~ 400 Pa, the limit temperature of 77.5 K on the sample well was reached.
Description
Citation
KRUTIL, V. Kryogenní cela pro studium vodního ledu v mikroskopu ESEM [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2020.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Strojírenská technologie
Comittee
doc. Ing. Ladislav Daněk, CSc. (předseda)
prof. Ing. Jaroslav Purmenský, DrSc. (místopředseda)
doc. Ing. Heinz Neumann, CSc. (člen)
doc. RNDr. Libor Mrňa, Ph.D. (člen)
Ing. Mgr. Hana Šebestová, Ph.D. (člen)
Ing. Vladimír Kudělka, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2020-07-15
Defence
Student představil komisi svoji diplomovou práci, její výstupy a závěry a zodpověděl otázky oponenta. Dále byly studentovi položeny následující dotazy:
1. Jak byly prováděny kontroly jednotlivých spojů? (Položenou otázku student zodpověděl)
2. Jakým způsobem bylo provedeno pájení? (Položenou otázku student zodpověděl)
3. Je odzkoušeno, že cínové pájky s teplotou vydrží tepelné cyklování? (Položenou otázku student zodpověděl)
4. Z jakého materiálu jsou vyrobeny přívodní trubičky v zařízení? (Položenou otázku student zodpověděl)
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení