低溫物理學

在物理學中，低溫學是指材料在極低溫度下的生產和行為。

第 13 屆 IIR 國際制冷大會（1971 年在華盛頓特區舉行）通過接受 120 K（或 –153 °C）的閾值以將這些術語與傳統制冷區分開來，認可了“低溫學”和“低溫”的通用定義。 這是一個邏輯分界線，因為所謂的xxx性氣體（如氦氣、氫氣、氖氣、氮氣、氧氣和普通空氣）的正常沸點低于 120K，而氟利昂制冷劑、碳氫化合物和其他常見制冷劑 沸點高于 120K。 美國國家標準與技術研究院認為低溫學領域涉及低于 -153 攝氏度（120K；-243.4 華氏度）的溫度

臨界溫度顯著高于氮氣沸點的超導材料的發現使人們對生產高溫低溫制冷的可靠、低成本方法產生了新的興趣。 高溫低溫一詞描述的溫度范圍從高于液氮的沸點 ?195.79 °C（77.36 °C；?320.42 °F）到 ?50 °C（223 °C；?58 °F）。

低溫學家使用開爾文或朗肯溫標，這兩者都是從xxx零開始測量的，而不是更常用的溫標，例如從海平面水的冰點測量的攝氏度或從特定鹽水溶液的冰點測量的華氏溫度 海平面。

低溫物理學涉及研究極低溫（超低溫，即低于 123 開爾文）、如何生產它們以及材料在這些溫度下的行為的工程學分支。低溫生物學涉及低溫影響研究的生物學分支 生物體的溫度（最常見的目的是實現冷凍保存）。動物遺傳資源的冷凍保存以保護品種為目的的遺傳物質保存。冷凍手術應用低溫破壞和殺死組織的手術分支，例如。 癌細胞。低溫電子學研究低溫下的電子現象。 示例包括超導性和可變范圍跳躍。人體冷凍技術以未來復興為目的對人類和動物進行低溫保存。 低溫物理學有時被錯誤地用于流行文化和媒體中的人體冷凍法。

低溫學一詞源于希臘語 κρ?ο? (cryos) – 冷 + γεν?? (genis) – 生成。

沸點以開爾文和攝氏度為單位的低溫流體。

液化氣體，例如液氮和液氦，用于許多低溫應用。 液氮是低溫學中最常用的元素，在世界各地都可以合法購買。 液氦也很常用，可以達到最低可達到的溫度。

這些液體可以儲存在杜瓦瓶中，杜瓦瓶是雙壁容器，壁之間具有高真空度以減少向液體的熱傳遞。 典型的實驗室杜瓦瓶是球形的，由玻璃制成，并保護在金屬外容器中。 用于極冷液體（如液氦）的杜瓦瓶有另一個裝滿液氮的雙壁容器。 杜瓦瓶以其發明者詹姆斯杜瓦命名，他是xxx個液化氫的人。 保溫瓶是安裝在保護殼中的較小的保溫瓶。

低溫條形碼標簽用于標記裝有這些液體的杜瓦瓶，并且不會在低至 ?195 攝氏度時結霜。

低溫輸送泵是LNG碼頭上用于將液化天然氣從LNG運輸船輸送到LNG儲罐的泵，低溫閥門也是如此。

低溫學領域在第二次世界大戰期間取得了進步，當時科學家發現冷凍至低溫的金屬表現出更強的耐磨性。 基于這種低溫硬化理論，商業低溫加工工業于 1966 年由 Ed Busch 創立。

憑借熱處理行業的背景，Busch 于 1966 年在底特律創立了一家名為 CryoTech 的公司，該公司于 1999 年與 300 Below 合并，成為世界上xxx、歷史最悠久的商業低溫加工公司。 Busch 最初嘗試使用低溫回火代替熱處理，將金屬工具的壽命提高到原始預期壽命的 200% 到 400% 之間。 這在 1990 年代后期演變為對其他部位的處理。

液氮等致冷劑進一步用于專業冷藏和冷凍應用。 一些化學反應，例如用于生產流行的他汀類藥物活性成分的化學反應，必須在大約 -100°C（-148°F）的低溫下發生。