材料的低温物性与测试技术简介及要求.doc

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
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）
1.试验装置及基础测量线路（采取四引线方法）:
试验装置及基础测量线路图

2.试验步骤:
（1） 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。
（2） 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。
（3） 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。
（4） 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。
（5） 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。
（6） 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。
（7） 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
（1） 将样品放如入丙酮溶液玻璃容器内进行超声清洗5分钟;
（2） 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
（1） 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;
（2） 取四根铜丝, 每根铜丝两头用小刀或砂纸去掉漆包漆;
（3） 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。
（4） 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!