材料的低溫物性與測試技術(shù)doc

1、材料的低溫物性與測試技術(shù)一、電阻測量方案hp34401型臺式萬用表無熱電勢開關(guān)恒流源 伏特表標準電阻 樣品1 樣品2 樣品3(溫度計)恒溫塊真空室小型制冷機(gm-5型)卷煙紙（保證熱接觸和電絕緣）1.實驗裝置及基本測量線路（采用四引線方法）：實驗裝置及基本測量線路圖2.實驗步驟:樣處理與電極制作:將試樣切成長方形的薄條，上、下兩面磨平。在每個樣品的一面制作四根電極引線，電極的制作可采用真空鍍膜（銀膜或鋁膜）、銦壓或銀膠（注：這里采用銀膠法）。若需要計算樣品的電阻率，需記錄樣品的幾何參數(shù)。安裝樣品：將接有引線的試樣的另一面涂上少量低溫膠，通過卷煙紙（另一面也涂有少量低溫膠）貼到恒溫塊上。同時可

2、安裝三個樣品。通過卷煙紙和低溫膠可保證試樣與恒溫塊有良好的熱接觸和電絕緣。然后將電極引線與測量引線一一焊接，并記錄好引線的標號。建立測試線路：熟悉儀器，檢查所有接線，包括每一個樣品的電流、電壓引線，溫度計引線等，確認哪些該通，哪些不該通，哪些有阻值等等。在室溫下進行測量，確認整個恒溫器系統(tǒng)和測試線路能夠正常運行。將恒溫室密封，抽真空，再進行一次測量。降溫與升溫：啟動制冷機，可以在降溫過程中觀察現(xiàn)象。關(guān)掉制冷機開關(guān)，溫度升高至室溫，此過程進行數(shù)據(jù)測量，并記錄下來。電阻數(shù)值可直接由臺式萬用表讀出。實驗數(shù)據(jù)處理：溫度數(shù)值可由標準電阻阻值確定。由樣品電阻和溫度數(shù)據(jù)給出r-t實驗曲線。結(jié)果討論：結(jié)合實驗

3、結(jié)果討論半導體、金屬和合金材料的電阻率與溫度的關(guān)系有何不同，并說明導致不同的原因（實驗報告：每組一份?。６?、樣品電極制備1樣品清洗1）將樣品放如入丙酮溶液的玻璃容器內(nèi)進行超聲清洗5分鐘；2）再將樣品放入盛有hf溶液的塑料容器內(nèi)中浸泡10分鐘，取出后用去離子水清洗，烘干后待用。2電極制備1）將香少許香蕉水（或丙酮）倒入放有導電銀膠的玻璃容器內(nèi)，使干燥的導電銀膠溶解成糊狀以待用；2）取四根銅絲，每根銅絲兩頭用小刀或砂紙去掉漆包漆；3）用牙簽蘸少許導電銀膠將銅絲固定在樣品上，烘干后樣品電極即制備完成。4）最后將每根銅絲電極的另一頭焊接在相應的金屬電極上，用萬用表測量電極連接情況。實驗數(shù)據(jù)處理和分析

4、：由實驗的銠鐵溫度計的電阻與溫度的關(guān)系查表得到各點溫度值并與待測的金屬、半導體和合金的電阻做出r-t關(guān)系曲線，實驗數(shù)據(jù)和作圖附在最后，由圖像觀察到金屬的電阻隨溫度的下降而下降，并呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，而半導體與合金的電阻隨溫度的下降而上升。由于半導體和合金電阻率主要由載流子濃度決定，而載流子濃度隨溫度上升而增加，故電阻率減小。金屬電阻主要由自由電子決定，溫度升高自由電子數(shù)目增加，故電阻率增加實驗誤差的分析：1.有于降溫速度過快而造成測量的不準確，這應該是降溫曲線和升溫曲線不完全重合的主要原因2.測量這幾個電阻有先后順序，期間溫度發(fā)生了變化3.儀器反應的時間（數(shù)據(jù)由跳動到逐漸穩(wěn)定）需要一定時間，也就是說四個電阻的測量不可能完全同步4.溫度變化引起電阻接線的不穩(wěn)定思考題：1給出兩種獲得低溫的方法，并簡述它們的原理。使用液氮或液氦直接降溫，利用了低溫液體汽化吸熱的性質(zhì)使用稀釋制冷機，利用了液氦的超流性質(zhì)2.低溫下對低電勢或小電阻的直流測量應注意哪些問題？如何處理？對于電表精度的選取，由于電阻很小，在通以小電