總部位于英國牛津郡的特種軸承制造商卡特制造（Carter Manufacturing）成立25年來，專注于超高真空與極低溫環(huán)境下的極端工況應(yīng)用。當超高真空系統(tǒng)壓力低于1×10??托時，材料釋放的微量氣體可能污染腔體或干擾精密測量。同時，傳統(tǒng)潤滑油和脂類會蒸發(fā)，設(shè)備還需經(jīng)歷約200至450攝氏度的高溫烘烤循環(huán)，隨后在極低溫度下運行。因此，材料選擇、間隙設(shè)計、潤滑方案與潔凈度必須作為整體工程問題統(tǒng)籌考慮。

在德國亥姆霍茲柏林材料與能源研究中心（HZB）的BESSY II設(shè)施中，研究人員開發(fā)了Pente.Ax極低溫操控儀，用于角度與自旋分辨的光電子能譜分析，以研究晶體的電子與磁學特性。該儀器需在超高真空中通過液體氦冷卻，實現(xiàn)樣品的高精度直線與旋轉(zhuǎn)定位。普通軸承與潤滑劑在此條件下無法適用，Zui終選用了卡特提供的氮化硅陶瓷UNASIS軸承，應(yīng)用于齒輪、滾輪及旋轉(zhuǎn)樣品臺，并由卡特工程師提供技術(shù)支持以確認其匹配運行條件。

項目負責人安德烈·瓦里哈洛夫博士表示，這些軸承機械強度可靠，極低溫操控儀在超過一年的時間里幾乎連續(xù)運行且無需維護。該項目證明，嚴謹?shù)牟牧线x型與應(yīng)用工程設(shè)計能夠在污染控制、溫度變化與尺寸穩(wěn)定性要求極高的環(huán)境中，實現(xiàn)可靠的運動控制。

此類超高真空與極低溫軸承技術(shù)同樣適用于粒子物理、半導體制造、航天系統(tǒng)及液化氣體處理設(shè)備。極低溫軸承通常采用特種鋼材、陶瓷、精密保持架與干膜涂層的組合，內(nèi)部間隙針對材料冷卻時的不同收縮率進行專門設(shè)計?？ㄌ氐臉O低溫軸承還需浸入液氮中進行質(zhì)量控制測試，包括扭矩、運轉(zhuǎn)精度與尺寸穩(wěn)定性檢測。