在量子计算、低温超导、先端医疗、国防军工等领域，液氦温区脉管制冷机犹如一台“超级冰箱”，为量子比特稳定、超导磁体运行提供着4.2K(约零下268.95℃)的极低温环境。近年来，这项技术和配套组件已成为制约我国高端产业发展的“卡脖子”难题。
为破解困局，白马湖实验室氢能储运团队正进行着一场“突围”。从图纸设计到样机落地，从良品率低迷到性能达标，他们如何在工艺与设计的矛盾中寻找平衡？又如何打破国际垄断，以自主创新闯出一条国产化道路？
走进深冷技术实验室，一台银灰色脉管制冷机平稳运转，低沉而均匀的声响，是科研人员最安心的信号。目前，这款脉管制冷机已完成实验室性能验证，制冷量、降温时间、系统功耗等核心指标全面达到国际一流水平，正处于量产前的关键工艺改进阶段。
看似顺畅的运行背后，是团队无数次在工艺与性能之间的反复磨合。2025年8月下旬，团队首次实现核心性能指标全面突破。但他们没有急于发布成果，而是沉在实验室里，用半年多时间开展多轮结构迭代与验证，在性能最优与加工可行之间寻找最佳平衡点。
部分设计方案在理论上性能完美，但机械加工、焊接工艺难以落地，加工五套设备往往只能成功一套；而简化工（850102）艺、便于生产的设计，又可能牺牲部分核心性能。“我们要做的，就是在保证性能达标的前提下，找到那个加工可行性的‘最优解’。”团队技术负责人说。
在一次常规实验中，设备整体性能优于以往，但一级流道阻力反常的大于二级流道。在经过五轮实验分析后，团队没有放过这一细微的偏差，经过精细化测试与反复排查，最终锁定症结：焊接时微小焊料堵塞了流道，导致一级流道性能下降、阻力异常。
除此之外，供应商产品质量不稳定等问题，也有可能成为研发路上的“拦路虎”。比如用于装填制冷机的回热填料需要保持洁净、平整，否则稍有不慎就会影响制冷机的性能。
图为电镜下优劣回热填料对比。品质不佳的回热填料在电镜下呈现出不规则的形状，而优质的回热填料则呈现出规则、饱满、光滑的球状。
如何让国产高端制冷装备快速走进应用场景？团队给出的答案清晰而坚定：对标国际先进产品，实现无损替换。“我们的策略很明确，安装接口完全按照进口产品标准设计。”团队技术负责人介绍，基于他在国外积累的工作经验，团队在规避国际专利壁垒前提下，对脉管制冷机内部结构进行深度优化。这意味着，用户无需更改现有系统即可换上国产新机，实现性能的无缝衔接甚至超越。这一策略背后，是沉甸甸的产业使命。
超导电力、氢能储运、可控核聚变（886065）等未来能源（850101）关键技术，均依赖极低温环境作为运行基础，液氦温区脉管制冷机正是能够支撑新型能源（850101）体系的底层核心装备。此次技术攻关，不仅可打破国外对液氦温区脉管制冷机的技术垄断与出口限制，实现关键设备的国产化替代，更补上了能源（850101）科技与量子产业全国产化链条上的关键一环，为量子计算、高端医疗、前沿科学装置和新型能源（850101）体系建设等领域发展提供坚实支撑。
当前，团队正与高校、科研机构深度对接，协同推进量子系统全国产化进程。随着工艺持续改进、良品率稳步提升，设备将进入产业化阶段，为国内前沿科研与产业发展提供稳定可靠保障。
从指标突破到工艺攻坚，从实验室样机到产业化落地，白马湖实验室科研人员扎根一线、潜心钻研，把创新写在设备上、把成果落在产线中，以“啃硬骨头”的韧劲破解“卡脖子”难题。这台自主研发的脉管制冷机，也为省能源（850101）集团加速培育壮大新质生产力、加快推动“两新”深度融合，写下生动注脚。
