高温超导材料特性、低温温度计及其应用.doc

高温超导材料特性、低温温度计及其应用摘要：高温超导体是超导物质中的一种族类，具有一般的结构特征以及相对上适度间隔的铜氧化物平面。它们也被称作铜氧化物超导体。高温超导体并不是大多数人认为的几千度的高温，只是相对原来超导所需的超低温高许多的温度，不过也有零下几百多摄氏度。目前氧化物高温超导材料体系就较多，典型有La系Bi系Tl系Y系和Hg系。温度的测量要正确选择和标定温度计，保证其测量正确无误，低温温度计常用电阻型温度计和热电偶型温度计。关键词：高温 超导体 材料 低温温度计Title：High-temperature superconducting material properties, low temperature thermometer and its applicationAbstractHigh-temperature superconductors is the superconducting material in a race category, with general structural features as well as the relatively moderate intervals of copper-oxide plane. They are also known as copper-oxide superconductors. High-temperature superconductors is not most people think of the thousands of degrees hot, but compared to their original ultra-low temperature superconducting required much higher temperatures, but there are several hundred degrees Celsius below zero. Oxide high-temperature superconducting material system present on the larger, typically has 1. La Department 2.Bi Department 3.Tl Department 4.Y line and 5.Hg department. Temperature measurement and calibration of the thermometer should be the right choice to ensure that the measurement is correct, low-temperature thermometer commonly 1.resistance-type thermometer and 2.thermocouple-type thermometer .Keyword：High temperature,superconductors,materials，low-temperature thermometer引 言 零点阻现象就是当物质的温度下降到某一确定值Tc（临界温度）时，物质的电阻率由有限值变为零的现象，也称为物质的完全导电性。温差电偶温度计就是当两种金属所做成的导线连成回路，并使其两个接触点维持在不同的温度是，该闭合回路中就会有温差电动势的存在。我们这个实验所要达到的目的就是1. 了解高临界温度超导材料的基本特性及其测试方法和2. 学习几种低温温度计的比对和使用方法，以及低温温度控制的简便方法。图 1四引线法测量电阻样品Rs标准电池Rn恒流源高温超导材料特性测试1.电测量设备及测量原理和方法：电测量设备的核心是一台称为“BW2型高温超导材料特性测试装置”的电源盒和一台灵敏度为1微伏的PZ158型直流数字电压表。测量设备主要由铂电阻、硅二极管和超导样品三个电阻测量电路构成，每一电路均包含恒流源、标准电阻、待测电阻、数字电压表和转换开关等五个主要部件。实验中测量样品电压等采用四引线测量法，其基本原理是：恒流源通过两根电流引线将待测电流I提供给待测样品，而数字电压表则是通过两根电压引线测量样品上电压U。由于两根电压引线与样品的节点处在两根电流引线的节点之间，因此排除了电流引线与样品之间的接触电阻对测量的影响；又由于数字电压表的输入阻值很高，电压引线的引线电阻以及它们与样品之间的接触电阻对测量的影响可以忽略不计。因此，四引线测量法减小甚至排除了引线电阻和接触电阻对测量的影响，是国际上通用的标准测量方法。四引线法测量电阻示意图见图1。铂电阻和硅二极管测量电路。超导样品测量电路。温差电偶及定点液面计的测量电路。电加热器电路。其他。2.实验内容液氮的关注电路的链接室温的测量低温恒温器降温速率的控制及低温温度计的比对 （低温测量是否能在规定的时间内顺利完成，关键在于是否能调节好恒温器的下挡板浸入液氮的深度，使紫铜恒温块以适当的速率降温。）3.重要的注意事项所有测量必须在同一次降温过程中完成。恒流源不可开路，稳压源不可短路。为了达到标称的稳定值，电压表和电源盒应预热。60 80 100 120 140 160 180 200 220 2402070409060503080铂电阻阻值()铂电阻阻值温度关系图温度(0K)60 80 100 120 140 160 180 200 220 2401.000.900.700.800.651.050.750.850.95温度(0K)pn结正向电压(V)pn结正向电压温度关系图结 论3.52.50.51.5 04.01.02.03.060 80 100 120 140 160 180 200 220 240温度(0K)温差电动势(mV)温差电动势温度关系图60 80 100 120 140 160 180 200 220 240-0.20.80.21.20.60.401.0温度(0K)样品电阻()样品电阻温度关系图当今，以超低温度为基础的微型制冷、绝热、低温材料、低温密封以及真空、低温测量等方面的技术和物理过程研究进展很快，特别是高临界温度氧化物超导材料的迅猛发展，给物理学和社会带来了质的改变。例如有冷冻温区的主要制冷手段（基于相变原理的制冷、电制冷）低温温区的主要制冷手段超低温温区的制冷手段参 考 文