我国正在迅速崛起为世界上首屈一指的航天强国，导弹、火箭也早已成为奠定我国国际地位的“大国重器”。“高处不胜寒”，火箭飞得高更要飞得稳，这就需要火箭相关的含能材料在高空这样的低温环境下依旧性能可靠。

火箭一旦上天，一切便已定形，这就需要在地面就对含能材料应对低温环境的能力进行评估，以高性能的材料赋能飞行安全。因此，在低温实验环境下评估含能材料（如炸药、推进剂、烟火剂等）的性能，具有极其重要的科学意义、安全价值和工程应用价值。

点石仪器全新升级的桌面级热岛可模拟不同类型环境下含能材料的性能，拥有十分全面的含能材料研究支撑作用。

近日，为验证热岛营造极限低温环境的可行性，点石仪器技术团队组织了一次热岛极限低温试验。试验圆满完成，验证出采用液氮制冷，可在这款热岛中营造出-70℃的低温实验环境，极限可达-140℃，满足甚至超出客户的技术要求。

点石仪器研发的热岛可构建复合型实验环境（高温、低温、高压、低压、富氧、贫氧），并对实验过程进行实时监控、观察记录和产物分析，获取关键参数（燃点、热值、质量损失、产物成分），用于材料的燃烧或热解特性研究。

此次全新升级的热岛装置可用于研究材料热解燃烧试验。通过设备的上方物料窗口将物料置于物料平台上，采用物料平台上方的电阻丝点火装置或激光点火装置进行点火。

设备配有两路进气，可营造不同燃烧气氛，包括压力以及气体成分等，试验时正面配高速相机，可与点火同步触发，顶部配有压力传感器和高温热电偶，记录整个实验过程。设备同时配有一路排气、一路检气。

为验证热岛营造的极限低温环境可否实现。现客户需求的极限温度为-55℃，甚至更低，通过试验验证可行性。采用高压液氮罐进行极限低温测试。

液氮通过腔体底部的进口通入，出口排出，液氮在腔体内部管路中循环流动，从而对腔体进行降温。

由上述温度数据曲线可知，腔体温度在42min后达到-70℃，-140℃后温度趋于稳定，总测试时长持续约92min。

试验过程中，温度出现快速降低的现象，这是由于调整了液氮罐的液氮流速，从而使得温度降低过快。

测试完成共消耗100L液氮（忽略中途调速影响），从而得出注入液氮流速约为0.92L/min，进而得出在达到-70℃时消耗了38.64L液氮。

通过液氮低温实验，热岛可以达到-70℃，且达到目标温度的时间与通入液氮的流量成正比，且在目前环境温度下（环境温度13℃），采用液氮降温，热岛所能降到的最低温度为-140℃左右。因此，影响热岛降温效果的主要因素有液氮流量、液氮与腔体的热交换面积以及腔体与腔管内空气的热交换效率等。

因此，采用液氮制冷可以达到-70℃的技术要求，满足甚至优于客户提出的极限温度-55℃的需求。

①降温速度快、效率高

42分钟达-70℃，92分钟完成全周期测试，液氮消耗仅100L（约0.92 L/min），能效表现优异。

②结构设计合理，热交换充分

液氮通过腔体底部进口进入，在内部管路循环后排出，最大化液氮与腔体的接触面积，提升换热效率。

通过此次极限低温试验，点石仪器这款桌面级热岛不仅成功验证了在实验室环境下实现-70℃至极限-140℃低温的可行性，更展现出在含能材料相关的基础科研支撑、高端产业测试、工艺开发验证等多方面的应用潜力。其以液氮为介质的高效、快速、深度制冷能力，结合良好的工程可扩展性，使其成为连接前沿科学研究与实际工程需求的重要桥梁。未来通过引入智能温控与防结霜/防水设计，将进一步提升其在精密低温实验领域的竞争力。