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材料低温物性与测试技术

介绍:

材料基础物理性质均与温度相关。本试验是一综合性试验,经过该试验使学生了解低温取得、测量和控温原理,熟悉小型制冷机运行和低温液体使用;在此基础上独立完成不一样类型材料直流测量（电阻率与温度关系）,并分析结果,训练处理实际问题能力。利用本试验条件,可扩充对材料热导、比热、热电势以及光学等性质低温测量。

一、电阻测量方案

HP34401型台式万用表无热电势开关

HP34401型台式万用表

无热电势开关

恒流源伏特表

标准电阻样品1样品2样品3

(温度计)

恒温块

真空室

小型制冷机

(GM-5型)

卷烟纸

（确保热接触和电绝缘）

试验装置及基础测量线路图

试验装置及基础测量线路图

2.试验步骤:

样处理与电极制作:将试样切成长方形薄条,上、下两面磨平。在每个样品一面制作四根电极引线,电极制作可采取真空镀膜（银膜或铝膜）、铟压或银胶（注:这里采取银胶法）。若需要计算样品电阻率,需统计样品几何参数。

安装样品:将接有引线试样另一面涂上少许低温胶,经过卷烟纸（另一面也涂有少许低温胶）贴到恒温块上。同时可安装三个样品。经过卷烟纸和低温胶可确保试样与恒温块有良好热接触和电绝缘。然后将电极引线与测量引线一一焊接,并统计好引线标号。

建立测试线路:熟悉仪器,检验全部接线,包含每一个样品电流、电压引线,温度计引线等,确定哪些该通,哪些不该通,哪些有阻值等等。

在室温下进行测量,确定整个恒温器系统和测试线路能够正常运行。将恒温室密封,抽真空,再进行一次测量。

降温与升温:开启制冷机,能够在降温过程中观察现象。关掉制冷机开关,温度升高至室温,此过程进行数据测量,并统计下来。电阻数值可直接由台式万用表读出。

试验数据处理:温度数值可由标准电阻阻值确定。由样品电阻和温度数据给出R-T试验曲线。

结果讨论:结合试验结果讨论半导体、金属和合金材料电阻率与温度关系有何不一样,并说明造成不一样原因（试验汇报:每组一份!）。

二、样品电极制备

1．样品清洗

将样品放如入丙酮溶液玻璃容器内进行超声清洗5分钟;

再将样品放入盛有HF溶液塑料容器内中浸泡10分钟,取出后用去离子水清洗,烘干后待用。

2．电极制备

将香少许香蕉水（或丙酮）倒入放有导电银胶玻璃容器内,使干燥导电银胶溶解成糊状以待用;

取四根铜丝,每根铜丝两头用小刀或砂纸去掉漆包漆;

用牙签蘸少许导电银胶将铜丝固定在样品上,烘干后样品电极即制备完成。

最终将每根铜丝电极另一头焊接在对应金属电极上,用万用表测量电极连接情况。

三、问题:

（1）给出两种取得低温方法,并简述它们原理。

（2）低温下对低电势或小电阻直流测量应注意哪些问题？怎样处理？

四、调研题目:

宽禁带半导体材料电学性质---电极制备、测量及其应用(可针对某一个具体材料某首先进行调研叙述,每人一篇!）

五、试验时间与地点

天天试验时间为:早晨8:30---下午1:30,物理楼510房间

六、试验及调研汇报请于12月31日前交到物理楼303房间!