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由于斯特林型脉冲管制冷机冷端无运动部/端震动低、可靠性高、寿命长、体积小、质量轻等特点，被广泛应用于空间探测、低温物理实验等领域。对于10K温区的脉冲管制冷机，目前大多采用两级热耦合或者三级气耦合的结构实现，系统较为复杂，整机质量较大，从而导致其应在某些场合受到一定限制，针对该问题，本文研制了一台无负荷制冷温度可以达到8.9 K的斯特林型脉冲管制冷机，其具有结构简单、紧凑，可以应用于低温物理、原位观测、空间探测等领域，在研究过程中，使用商业化软件对系统进行了建模分析。本文主要工作内容如下: 1.制冷机结构方案的选择，在本实验室原工作基础之上，分别针对双多路旁通结构脉冲管制冷机和两级气耦合结构制冷机进行了初步实验，并对实验结果进行了对比分析，最终选取两级气耦合结构为10K温区脉冲管制冷机的研制方案。 2.制冷机系统的研制，在本文所研制的斯特林型两级气耦合脉冲管制冷机当中，一级结构采用了多路旁通、长颈管气库、双向进气为调相机构，二级采用了长颈管气库和双向进气作为调相机构。 3.对二级结构当中的蓄冷器进行了研究，为了增加蓄冷器在30K以下温区的蓄冷量，在二级蓄冷器当中采用了粉末状Er3Ni作为蓄冷材料，并且对粉末状蓄冷材料进行分层填充，以降低粉末状蓄冷器所带来的额外流动损失。 4.对二级脉冲管制冷机的双向进气结构进行了实验研究，实验发现跨温区双向引入的漏热损失过大，低温双向在实验中展现出了更好的效果。 5.利用SAGE对所研制的制冷机进行了模拟和计算，针对不同运行参数和调相机构参数对制冷机的模拟结果和实验结果的趋势基本符合。 6.研制了一台两级气耦合型脉冲管制冷机，其无负荷制冷温度可以达到8.9 K，并可以在15K提供超过200mW制冷量。