材料的低温物性与测试技术
材料物理性能检测技术的现状及方向
材料物理性能检测技术的现状及方向摘要：品质作为品牌的重要组成部分,是企业的核心竞争力;产品质量是企业的生命线,是企业赖以生存和发展的基础。
因此,企业只有充分重视品质和提高产品质量,才能在竞争中处于不败之地。
优化企业品质管理,确立循环可持续的发展理念对企业发展具有长远的意义。
关键词：材料物理性能；检测技术；现状及方向引言材料是国民经济成长的最重要的底子原料，材料的物理机能检测关于确保产品质量，钻研建设具备特殊性能及用处要求的新型材料是非常重要的。
对于材料物理机能检测的影响因素主要就是几种，分别为：第一点，测试方法，依据材料有其特殊性，必要科学确切范例的测试方法，当然了使用的测试方法不同而得出来的检测结果自然也是有差别的。
第二点，检测仪器设备，先进科学精准的检测仪器设备是保证完成检测的基本要素。
第三点，样品制备，测试样品，抽样方法，样本数，机械加工，热处理也会影响检测结果的准确性。
第四点，检测人员的检测技术水平以及检测能力对于检测结果都有着非常直接的影响。
1家具质量要求和控制手段家具产品应符合国家或行业的要求,主要是指家具测试的技术要求及标准要求。
一般来说家具质量安全主要包括:机械物理安全、阻燃安全和化学安全。
其中机械物理安全关键取决于设计细则和生产工艺,阻燃和化学安全取决于家具用材。
家具检测是依照国家法律法规和有关标准,判断家具产品以及原材料质量、性能合格与否的主要手段。
检测机构通过科学的检测方法和精密的仪器设备,对产品进行检测,得出检验结果,并将其反馈给企业。
这样,企业根据检测结果控制不合格产品,并分析质量问题,进行改正,促进企业产品质量的提高。
2 国内物性测试技术的现状从学科性质来讲，物性测试是一个涉及广泛的领域，其各组成部分都是各自不同的以及其独有的理论基础和测试原理，并有着自己的发展路线。
下面将介绍国内物理性能检测技术。
下面就是对这方面作一些简要的介绍。
（一）密度测量密度是材料最基本的物理性质，材料的致密程度是产品质量或工艺考核的主要技术指标。
塑胶制品的物理和化学性质测试方法
塑胶制品的物理和化学性质测试方法塑胶制品在日常生活中，被广泛应用于食品包装、家电组件、医疗器械、汽车零部件等多个领域。
但是由于塑料制品本身的特殊性质，其性能的稳定性、安全性以及可靠性等方面，需要进行一系列的物理和化学性质测试。
本文将介绍一些塑胶制品的物理和化学性质测试方法，以帮助读者更好地了解塑胶制品的质量检测过程。
一、硬度测试塑料材料的硬度指的是其抵抗刮擦和压缩的能力。
硬度测试是一项广泛应用的塑料物性测试方法，其测试结果能反映该材料的硬度、韧度、弹性，还可以用来评估材料的特定强度和刚度。
硬度测试方法有以下两种：（1）洛氏硬度测试方法洛氏硬度测试方法是一种常见的塑料硬度测试方法。
测试时，用一个圆锥形硬度计压在塑料表面上，测量压入深度。
洛氏硬度测试方法可用于确定聚合物的治具硬度、筛选材料的硬度、估算聚合物的力学性能等。
（2）巴氏硬度测试方法巴氏硬度测试方法比洛氏硬度测试更有效。
测试时，采用一个锥形尖头压在物料的中心位置，用力均匀地增加，直到测试器与塑料之间产生平衡。
测试器的唯一性质，使其能够测量材料抵抗切割和压缩的强度。
二、拉伸测试拉伸测试是一种基本的塑料物性测试方法，在目前的塑料测试标准中经常使用。
它通过对材料的抗拉性能的测试来了解其力学性能。
拉伸测试是一种全面的测验，它还能给出材料的收缩率、热应力分析、热变形温度和晶化特性等。
三、膨胀测试塑料材料在受热时，其尺寸随温度的变化而变化。
根据这一原理，膨胀测试可用于衡量材料在不同温度下的横向和纵向膨胀率。
膨胀率越高，说明塑料材料的热稳定性越差。
膨胀率测试可用于确定材料的颠簸延展比和良率，提高产品的可靠性。
四、冲击测试塑料制品的冲击强度对于汽车、家电等行业至关重要。
冲击测试是一种测量材料在高速撞击下的破裂强度的测试方法。
这种测试通常使用标准化针尖形状，并将材料放在一种被称为“冲击机”的专用测试设备中。
通过观察材料的破裂点并测量冲击吸收能力，可确定材料的耐冲击性能。
材料分析测试技术
材料分析测试技术材料分析测试技术是指通过对材料的组成、结构、性能等进行分析和测试，以获取材料的相关信息和数据，为材料的研究、开发和应用提供科学依据和技术支持。
材料分析测试技术在材料科学与工程领域具有重要的意义，对于提高材料的质量、性能和可靠性，推动材料创新和产业发展具有重要作用。
一、材料分析测试技术的分类。
1.化学分析技术，包括元素分析、化合物分析、表面分析等，常用的方法有光谱分析、质谱分析、色谱分析等。
2.结构分析技术，包括晶体结构分析、显微结构分析、电子显微镜分析等，常用的方法有X射线衍射、电子显微镜、原子力显微镜等。
3.性能测试技术，包括力学性能测试、热物性测试、电磁性能测试等，常用的方法有拉伸试验、热分析、磁性测试等。
4.损伤分析技术，包括断裂分析、磨损分析、腐蚀分析等，常用的方法有断口分析、磨损测试、腐蚀试验等。
二、材料分析测试技术的应用领域。
1.材料研究与开发，通过对材料的成分、结构、性能进行分析和测试，为新材料的研究与开发提供科学依据和技术支持。
2.材料质量控制，通过对材料的质量、性能进行测试，保证材料的质量符合要求，满足产品的生产需求。
3.产品应用与改进，通过对产品材料的分析和测试，了解产品的材料特性，为产品的应用与改进提供技术支持。
4.事故分析与预防，通过对材料损伤的分析和测试，了解损伤的原因和机理，为事故的分析与预防提供技术支持。
三、材料分析测试技术的发展趋势。
1.多元化，随着材料科学与工程的发展，材料的种类和应用领域不断扩大，对材料分析测试技术提出了更高的要求，需要开发出更多样化、多功能化的分析测试技术。
2.智能化，随着信息技术和人工智能技术的发展，材料分析测试技术也向智能化方向发展，实现数据的自动采集、处理和分析，提高测试的效率和准确性。
3.微观化，随着纳米技术和微观技术的发展，材料分析测试技术也向微观化方向发展，实现对材料微观结构和性能的精细分析和测试。
4.综合化，随着材料科学与工程的交叉融合，材料分析测试技术也向综合化方向发展，实现不同分析测试技术的融合应用，提高分析测试的综合能力。
材料的低温物性与测试技术doc
材料的低温物性与测试技术一、电阻测量方案1.实验装置及基本测量线路（采用四引线方法）：2.实验步骤:样处理与电极制作:将试样切成长方形的薄条，上、下两面磨平。
在每个样品的一面制作四根电极引线，电极的制作可采用真空镀膜（银膜或铝膜）、铟压或银胶（注：这里采用银胶法）。
若需要计算样品的真空室卷烟纸 实验装置及基本测量线路图电阻率，需记录样品的几何参数。
安装样品：将接有引线的试样的另一面涂上少量低温胶，通过卷烟纸（另一面也涂有少量低温胶）贴到恒温块上。
同时可安装三个样品。
通过卷烟纸和低温胶可保证试样与恒温块有良好的热接触和电绝缘。
然后将电极引线与测量引线一一焊接，并记录好引线的标号。
建立测试线路：熟悉仪器，检查所有接线，包括每一个样品的电流、电压引线，温度计引线等，确认哪些该通，哪些不该通，哪些有阻值等等。
在室温下进行测量，确认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：启动制冷机，可以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，并记录下来。
电阻数值可直接由台式万用表读出。
实验数据处理：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实验曲线。
结果讨论：结合实验结果讨论半导体、金属和合金材料的电阻率与温度的关系有何不同，并说明导致不同的原因（实验报告：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的玻璃容器内进行超声清洗5分钟；2）再将样品放入盛有HF溶液的塑料容器内中浸泡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）倒入放有导电银胶的玻璃容器内，使干燥的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）最后将每根铜丝电极的另一头焊接在相应的金属电极上，用万用表测量电极连接情况。
低温物理实验技术的低温测量与低温样品制备方法
低温物理实验技术的低温测量与低温样品制备方法低温物理实验技术是一门研究物质在极低温环境下行为的学科。
在低温条件下，物质的性质会发生显著变化，例如超导性、超流性、磁性等现象的出现。
为了研究这些有趣的现象，研究人员需要采用一系列的低温测量与低温样品制备方法。
一、低温测量方法1. 电阻测量：低温下的电阻测量是低温物理实验中最常用的方法之一。
常见的电阻测量技术包括四引线法和两端子法。
四引线法能够消除导线电阻的影响，从而提高测量精度。
而两端子法适用于样品电阻较大的情况。
2. 磁性测量：低温下的磁性测量可以揭示物质的磁性行为。
常见的磁性测量方法有磁化率测量、磁化曲线测量等。
这些方法可以用来研究物质的磁相变、磁结构等性质。
3. 热容测量：低温下的热容测量可以研究物质的热力学性质。
常见的热容测量方法有差示扫描量热法、热容比热法等。
这些方法可以用来研究物质的相变、热导率等性质。
4. 超导电性测量：低温下的超导电性测量是研究超导材料的重要手段。
常见的超导电性测量方法有电阻测量、临界磁场测量、临界温度测量等。
这些方法可以用来确定超导材料的超导转变温度、超导电流等性质。
二、低温样品制备方法1. 冷冻技术：冷冻技术是低温样品制备的基础。
常见的冷冻技术有液氮冷冻、液氦冷冻等。
液氮是一种常用的低温冷冻剂，可以制备低温下的样品。
而液氦是一种更低温的冷冻剂，可以制备更低温的样品，例如超导样品。
2. 冷冻干燥：冷冻干燥是一种将潮湿的样品在低温下冷冻并通过减压蒸发去除水分的方法。
这种方法可以制备干燥的低温样品，常用于材料的保存与研究。
3. 激光烧结：激光烧结是一种将粉末样品通过激光加热烧结成块体的方法。
这种方法可以制备高纯度、高密度的样品，广泛应用于材料制备领域。
4. 气相沉积：气相沉积是一种将气体源在低温条件下分解或反应形成薄膜的方法。
这种方法可以制备薄膜样品，例如超导薄膜、磁性薄膜等。
总结起来，低温物理的实验技术包括低温测量与低温样品制备两个方面。
低温物性测量技术研究
低温物性测量技术研究第一节：引言低温物性测量技术是一项纵横交错的领域，它涉及到物理、化学、工程学等多个学科。
在材料、超导体、量子信息和生物领域，低温物性测量技术都发挥着重要作用。
本文将从低温物性测量技术的应用、原理技术和研究现状三个方面来探讨低温物性测量技术研究。
第二节：低温物性测量技术的应用低温物性测量技术广泛应用于不同领域的研究。
在材料科学中，低温物性测量技术可以用于研究超导材料、磁性材料、电介质材料和半导体材料的物性变化。
在超导体领域，低温物性测量技术可以用来研究超导体的临界温度、临界电流密度、磁通量密度等基本物理特性。
在量子信息领域，低温物性测量技术可以用来研究不同材料的量子特性，例如量子比特、纳米结构等。
在生物领域中，低温物性测量技术可以用来研究生物材料如 DNA、蛋白质等的结构和性质。
第三节：低温物性测量技术的原理低温物性测量技术的原理基于低温下的材料物性变化。
当物体温度接近绝对零度（约为 -273°C）时，其物性将发生突破性的变化，例如电阻率的变化。
低温下，许多材料会变成超导体或者发生其他独特的物理现象，这种变化使低温物性测量技术成为研究超导性和磁性等物性的重要手段。
低温物性测量技术包括热容、电阻、磁滞回线、热导率、比热、Ultrasonic等多种测量方式。
第四节：低温物性测量技术的技术用于低温物性测量技术的仪器通常采用液体氦或制冷机器作为冷源。
液氦是低温操作的主要选择，因其具有较高的适用温度范围，并且携带热量能力强。
此外，还使用气相He-3和He-4 流动冷头，其中 He-3 的最低温度可达几 mK。
低温物性测量技术中常使用的设备包括磁性测量仪、比热测量仪、电路分析仪、磁力显微镜、示波器、RF发生器等。
其中磁性测量仪用于研究物体的磁性质，比热测量仪用于测量物体的热容。
电路分析仪通常用于测量电阻、电容、电感等电学特性。
磁力显微镜常用于测量微观磁体的场和磁性。
第五节：低温物性测量技术的研究现状低温物性测量技术是一个发展迅速的领域，新的实验方法和技术不断涌现。
汽车零件生产中的质量检测技术解析
汽车零件生产中的质量检测技术解析汽车零件的质量检测对于保障整车的运行安全和品质至关重要。
随着科技的不断进步，汽车零件生产中的质量检测技术也在不断创新和优化，以确保零件的可靠性和耐久性。
本文将对汽车零件生产中常用的质量检测技术进行解析，以帮助读者了解这些关键技术的原理和应用。
一、外观检测技术外观检测是汽车零件生产中最基本的一项质量检测技术。
它通过目视或使用光学设备对零件进行外观观察，以判断零件是否存在缺陷、变形或表面损伤等问题。
常用的外观检测方法包括人工检查、高分辨率摄像设备和激光扫描仪等。
这些技术能够快速、准确地检测零件的表面缺陷，并且可以在生产线上实时进行检测，提高生产效率和质量控制的稳定性。
二、尺寸测量技术尺寸测量是对汽车零件进行精确度量的一项重要技术。
它可用于衡量零件的长度、宽度、高度、直径、厚度等实际尺寸参数，并与设计要求进行比较。
常用的尺寸测量技术包括千分尺、千分尺卡尺、三坐标测量仪和激光测量仪等。
这些技术能够快速、精确地测量零件的尺寸，帮助生产者及时调整生产工艺，确保零件的准确性和一致性。
三、材料物性测试技术汽车零件的材料物性对于其性能和耐久性起着至关重要的作用。
因此，在汽车零件生产过程中，常常需要进行材料物性测试，以确保零件材料符合设计和运行要求。
常用的材料物性测试技术包括拉伸试验、硬度测试和冲击试验等。
这些技术能够通过对材料进行拉伸、压缩、弯曲等不同形式的加载，评估材料的强度、韧性和变形能力，为产品设计和质量控制提供重要的数据支持。
四、性能检测技术除了外观和尺寸的监测外，汽车零件的性能检测也是保证零件质量的重要环节。
汽车零件的性能检测主要涉及到零件在不同工况下的力学、热学、电学等性能特性。
常用的性能检测技术包括振动试验、疲劳试验和电气性能测试等。
这些技术能够模拟零件在实际使用情况下的工作状态，评估其在各种工况下的可靠性和稳定性，为产品研发和质量改进提供参考依据。
五、无损检测技术无损检测技术是一种对零件进行内部和表面缺陷检测的方法，而不会对零件产生任何影响。
PPMS测试系统原理介绍-已发布论坛
材料综合物性综合测量系统（PPMS）原理及应用王立锦编北京科技大学材料学院实验测试中心2007年6月材料综合物性综合测量系统（PPMS）原理及应用美国Quantum Design 公司的产品PPMS( Physics Property Measurement System) 是在低温和强磁场的背景下测量材料的直流磁化强度和交流磁化率、直流电阻、交流输运性质、比热和热传导、扭矩磁化率等综合测量系统。
北京科技大学材料学院与美国Quantum Design 公司在北京科技大学材料学院实验中心联合成立了PPMS材料综合物性测量研究实验室，安装了PPMS-9综合物性测量系统、HH-15振动样品磁强计、材料磁电阻效应、霍尔效应及磁致伸缩效应测量仪等仪器，现已全面对学生教学和科研测试开放。
一、实验目的1、了解PPMS-9综合物性测量系统的结构、组成、测量原理及应用范围；2、熟悉PPMS-9仪器开关机步骤及更换样品、测量附件的方法；3、熟悉PPMS-9仪器软件控制程序及参数设置方法；二、PPMS仪器测量原理和方法PPMS是Quantum Design 公司在成功推出MPMS1之后，于20 世纪90 年代中期推出的又一款产品。
一个完整的PPMS 系统也是由一个基系统和各种选件两个部分构成，根据内部集成的超导磁体的大小基系统分为7 特斯拉、9 特斯拉、14 特斯拉和16 特斯拉系统。
但与MPMS 专注于磁测量不同，PPMS 在基系统搭建的温度和磁场平台上，利用各种选件进行磁测量、电输运测量、热学参数测量和热电输运测量。
基系统主要包括软件操作系统，温控系统，磁场控制系统，样品操作系统和气体控制系统。
下面结合各种选件对PPMS 的测量原理和方法加以说明。
1.交直流磁化率选件该选件是研究各种材料在低温下磁行为的主要设备之一，包括探杆、样品杆、伺服电机、电子控制部分、精密电源和软件部分(集成于系统软件) 。
可以在同一程序中对一个样品先后进行交流磁化率和直流磁化强度的测量而不需要对样品进行任何调。
低温管托各材料技术要求及性能参数说明
目录1. 总则 (1)2. 参考文件及标准 (1)3. 技术要求 ............................................................................................... 错误!未定义书签。
3.1. 低温管托结构图 (2)3.2. 材料 (2)3.2.1 高密度聚异氰脲酸脂泡沫 (2)3.2.2 CPU聚氨酯阻燃防水卷材 (3)3.2.3 金属保护层 (4)3.2.4 金属构件 (4)3.2.5 表面防护材料 (4)3.2.6 密封胶 (5)3.2.7 端面防潮层 (5)3.2.8 纳米毡 (6)4. 材料生产制造及验收标准 (6)4.1. 产品质量要求 (6)4.2. 产品标记与储运 (7)4.3. 产品检验及验收标准 (8)1.总则本文件对保冷管托中使用的所有材料逐一进行了说明，并描述了各材料的性能参数，介绍了生产制造、验收检验测试标准以及选用原则。
绝热材料、防潮防水材料、金属保护层、金属构件等材料的详细要求应参照文中对应的标准。
2.参考文件及标准HDPIR保冷管托中的材料、制造、装配及检验应符合下列文件、标准、法规的最终版本和修订版本要求。
2.1、本技术规范使用的中国标准及规范：GB/T8175 设备及管道绝热设计导则GB/T4272 设备及管道绝热技术通则GB/T50126 工业设备及管道绝热工程施工规范GB/T50185 工业设备及管道绝热工程施工质量验收规范GB/T3880 铝合金技术标准GB/T 8813 硬质泡沫塑料压缩性能测试标准GB/T 6343 硬质泡沫塑料及橡胶表观密度的测定GB/T10294 稳态热阻及有关特性的测定GB/T17146 建筑材料水蒸气透过性能试验方法GB/T 13912金属覆盖层钢铁制件热浸镀锌层技术要求及试验方法GB/T 5216 保证淬透性结构钢GB/T 8626 建筑材料可燃性测试方法GB/T 8626 建筑材料燃烧性能指标GB/T 3536石油产品闪点和燃点的测定2.2、本技术规范使用的国际标准及规范：ASTMA463/A463 M Standard Specification for Steel Sheet Aluminum-Coated by the Hot-Dip ProcessASTM C177Standard Test Method forSteady-State Heat Flux Measurements and Thermal Transmission Properties by Means of the Guarded-Hot-Plate ApparatusASTM D1475Standard Test Method For Density of Liquid Coatings,Inks, and Related Products3.技术要求3.1.低温管托结构图图3.1.1低温管托结构总图图3.1.2内部结构详图注：用于管架上的HDPIR需在工厂预制成型，接缝处需有15mm深的契口。
PPMS测试系统原理及介绍---已发布论坛
材料综合物性综合测量系统（PPMS）原理及应用王立锦编北京科技大学材料学院实验测试中心2007年6月材料综合物性综合测量系统（PPMS）原理及应用美国Quantum Design 公司的产品PPMS( Physics Property Measurement System) 是在低温和强磁场的背景下测量材料的直流磁化强度和交流磁化率、直流电阻、交流输运性质、比热和热传导、扭矩磁化率等综合测量系统。
北京科技大学材料学院与美国Quantum Design 公司在北京科技大学材料学院实验中心联合成立了PPMS材料综合物性测量研究实验室，安装了PPMS-9综合物性测量系统、HH-15振动样品磁强计、材料磁电阻效应、霍尔效应及磁致伸缩效应测量仪等仪器，现已全面对学生教学和科研测试开放。
一、实验目的1、了解PPMS-9综合物性测量系统的结构、组成、测量原理及应用范围；2、熟悉PPMS-9仪器开关机步骤及更换样品、测量附件的方法；3、熟悉PPMS-9仪器软件控制程序及参数设置方法；二、PPMS仪器测量原理和方法PPMS是Quantum Design 公司在成功推出MPMS1之后，于20 世纪90 年代中期推出的又一款产品。
一个完整的PPMS 系统也是由一个基系统和各种选件两个部分构成，根据内部集成的超导磁体的大小基系统分为7 特斯拉、9 特斯拉、14 特斯拉和16 特斯拉系统。
但与MPMS 专注于磁测量不同，PPMS 在基系统搭建的温度和磁场平台上，利用各种选件进行磁测量、电输运测量、热学参数测量和热电输运测量。
基系统主要包括软件操作系统，温控系统，磁场控制系统，样品操作系统和气体控制系统。
下面结合各种选件对PPMS 的测量原理和方法加以说明。
1.交直流磁化率选件该选件是研究各种材料在低温下磁行为的主要设备之一，包括探杆、样品杆、伺服电机、电子控制部分、精密电源和软件部分(集成于系统软件) 。
可以在同一程序中对一个样品先后进行交流磁化率和直流磁化强度的测量而不需要对样品进行任何调。
低温物理实验技术
对 流 热 交 换 器
压机
节流阀
阀门 杜瓦容器
图 4-0-1
林德机
种液化气的沸点温度 表 4-0-1 气体种类 O2 N2 H2 Ne 27.102
4
He
3
He
沸点温度 K 90.188 77.344 20.27
4.222
3.197
2. 利用制冷机循环来获得低温 利用液氮、液氦来使物体降温，要使用较为复杂的恒温器，同时又要消耗较多的液氮 和液氦。我国的氦资源较少，教学实验或一般测试，由于代价过高，难于广泛使用。故采 用封闭循环的小型制冷机来获取低温。 实验用的小型制冷机有 G-M 制冷机、 ST 制冷机、 SV 制冷机、VM 制冷机等。基本工作原理都是将高压氦气经绝热放气过程而实现降温，仅结构 和循环过程有所不同。它们的工作温度范围一般为 300K～10K，或再稍低一些。4.2K 以下 的低温可以利用减压降温使液氦进一步降温，或用稀释制冷机和绝热去磁法等。目前获得 的最低温度是mK 级，而能进行实验测试的低温是 2mK。
B C H1 H2 R
S
T
于低温液体的所需要的实验温度。 加热器 H 2 的作用 图 4-0-3 高真空绝热恒温器 是用它控制辐射屏的温度与样品温度一致，以减小 对样品的辐射漏热。高真空绝热恒温器的优点是： • 漏热小，因此可以精确地计量对样品升温所提供的热量；‚ 样品内温度均匀；ƒ 周围 环境变化对样品无影响，恒温时温度稳定；„ 样品升温时，低温液体消耗很少。 (3) 漏热式恒温器(见实验 4-1-2) 2. 低温温度测量 温度测量是低温物理实验中首要和基本的测量。各种温度测量方法有不同的原理、测 量范围、测量精度。应根据具体测试要求来选择。下面介绍几种常用的测温方法。 (1) 蒸汽压温度计 蒸汽压温度计是利用液态气体的饱和蒸汽压与温度的对应关系而制成的。将感温泡放 在待测点处，用压力传送管接到压力计上读出蒸汽压，查表即得温度。此温度计测量的温 区较窄，但是感温泡体积小，且不需进行修正，故仍经常使用。 (2) 热电偶温度计 热电偶温度计的基本原理是物理中的塞贝克效应。两根不同金属的细线如图 4-0-4 那 样连接起来，若两接点的温度 T1 ¹ T2 ，在回路中就会产生温差电势。温差电势的大小取决于
载冷剂低温热物性测试方法综述
常心洁等：载冷剂低温热物性测试方法综述
133
相平，说明沸点内管里的蒸气压与外界压力相等，这时的温度即为该液体的 沸点。
微量法测定载冷剂沸点时应注意加热不能太快、被测液体不能太少以防 液体全部汽化，而且沸点内管里的空气在测定前要尽量除干净。此外，观察要 仔细及时，数值应重复测量 3 次，之后取平均值。 3.4 黏度测量
国科学院大连化学物理研究所谭志诚[11]近年来用该方法分别在 90～290 K 和 78～370 K 温区范围测量了物质
的比热容。中国计量科学研究院热工处绝热量热计的示意图如图 2 所示，其样品容器为容积大约为 60 mL 的
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真空与低温
第 15 卷第 3 期
薄壁圆柱形密闭容器。该方法的关键技术在于保证样品容器真正的绝热，通常采用辐射屏来防止辐射漏热并 利用真空系统使样品容器和辐射屏工作在真空环境下以减少对流热损。
的性能要求，需要对流体工质在低温下的热物性参数进行测量。对现有的载冷剂物性测试方法进行了综述，总结了测
量载冷剂密度、凝固点、沸点、黏度等参数的方法，并通过比较得出绝热量热法是低温下测量液体比热容的最佳方法，
径向热流法适合于低温下测量液体工质的导热系数。
关键词：载冷剂；热物性；低温；测试
中图分类号：TB61+2/TK31
Abstract: The temperature in spacecraft is controlled by the forced convective heat transfer of secondary refrigerant in the thermal control system. When secondary refrigerant is developed and selected based on the performance requirements, the thermal property parameters of fluid are required to measure in low temperature. This article summarizes the measuring technique on thermal properties of secondary refrigerant, including the testing methods of density, freezing point, boiling point and viscosity and so on. Adiabatic calorimeter is the best method for testing specific heat capacity at low temperature, and radial heat flow method is suitable for measuring thermal conductivity at low temperature. Key words: secondary refrigerant；thermal properties；low temperature；measuring
《低温物性及测量：一个实验技术人员的理解和经验总结》笔记
《低温物性及测量：一个实验技术人员的理解和经验总结》阅读记录1. 低温物性及测量概述低温物理与测量技术在科学研究和工业应用中扮演着至关重要的角色，尤其在材料科学、工程、化学、物理等领域。
随着科技的进步，对低温条件下物质性质的研究越来越受到重视。
了解低温下的物性，如热力学性质、电磁特性等，对于探索新材料、优化产品设计以及改进生产工艺具有重要意义。
低温物性研究包括对物质在极低温度下的相变、热力学行为、动力学过程等的观测和分析。
这些研究有助于我们深入了解物质的微观结构、相变机制以及在不同温度下的行为。
而测量技术则是实现这些研究目标的关键手段，它包括各种精密的仪器和方法，如电阻率测量、热膨胀系数测量、磁化率测量等。
在低温条件下，物质的许多物理化学性质会发生显著变化，因此需要采用专门的仪器和方法进行精确测量。
这些测量技术不仅需要高精度的设备，还需要熟练的操作技巧和深入的理论知识。
实验技术人员在这一过程中发挥着不可或缺的作用，他们不仅需要具备扎实的专业基础知识，还需要不断实践经验，以应对各种复杂多变的测试条件。
体积和密度是描述物质在低温条件下空间占据和质量分布的性质。
它们与物质的分子结构、晶格常数和原子间距等因素密切相关。
物质的体积和密度会受到相变的影响，如液氦的密度明显低于气态氦，而固态氦的密度略高于气态氦。
不同相变过程中体积和密度的变化也是研究相变行为的重要依据。
比热容是描述物质吸收或放出热量时温度变化的速率与吸收或放出的热量之比的物理量。
比热容对于研究材料的绝热性能和相变过程具有重要意义，液氦的比热容远大于气态氦，这使得液氦在制冷过程中具有更高的效率。
热导率是描述物质传导热量的能力的物理量，热导率对于研究材料的传热性能和制冷技术具有重要意义。
液氦的热导率非常高，使得它成为一种理想的制冷剂。
热膨胀系数是描述物质受热时体积随温度变化的速率的物理量。
热膨胀系数对于研究材料的相变行为和制冷技术具有重要意义。
某些合金在低温下的热膨胀系数较大，可能导致相变过程中的结构不稳定。
科研能力培养和研究生实验教学体系的构建
科研能力培养和研究生实验教学体系的构建孙腊珍;张增明;叶邦角;宋克柱;许立新【摘要】介绍了中国科学技术大学物理学院创新研究生实验教学体系,改革实验内容,加强实验教学平台建设的做法.该学院在创新研究生实验课程过程中,先后开设了本硕贯通的实验选修课程、研究生的实验必修课程和专题实验课程,在实验教学内容和实验建设等方面进行了一系列新的探索,形成了一套具有特色的研究生实验教学体系和实验内容,增强了研究生的科研能力.【期刊名称】《学位与研究生教育》【年(卷),期】2010(000)006【总页数】3页(P58-60)【关键词】科研能力;研究生;实验教学【作者】孙腊珍;张增明;叶邦角;宋克柱;许立新【作者单位】中国科学技术大学物理学院物理实验教学中心,合肥230026;中国科学技术大学物理学院物理实验教学中心,合肥230026;中国科学技术大学物理学院物理实验教学中心,合肥230026;中国科学技术大学物理学院物理实验教学中心,合肥230026;中国科学技术大学物理学院物理实验教学中心,合肥230026【正文语种】中文随着我国科学技术的不断进步与社会经济的迅猛发展，现代科学技术已渗透到工农业生产、国民经济以及国防建设等各个领域，各行各业对物理类研究生的需求也越来越高。
自1999年以来，中国科学技术大学物理类在校研究生规模从每年60～80人发展到每年150～160人，为中国科学院各研究所代培研究生每年达300多名。
研究生教育规模的扩大对研究生培养质量带来了严峻挑战，突出表现为许多研究生来自一些综合性大学，由于教育资源短缺，部分研究生在本科阶段仅有少量的机会做物理实验，还有一部分只能集体看老师做实验或听实验讲解，致使许多研究生动手能力、分析和解决问题的能力有待提高。
中国科学技术大学原有的研究生实验课程的设置均以专业（或学科）为主体，实验室附属于专业（或课题组，或学科），实行“分学科教学”，其缺点是实验内容专业口径过窄，导致课程或学科之间缺乏交叉融合；实验仪器设备分散，存在重复建设的现象；有的实验课附属于专业理论课教学，使验证性实验多，自主设计性实验少。
物理实验技术中的低温物性测量技巧与方法
物理实验技术中的低温物性测量技巧与方法低温物性测量技巧与方法在物理实验技术中，低温物性测量是一项非常重要的工作。
低温下，物质的性质会发生明显变化，例如超导性、磁性和导电性等。
因此，了解低温下物质的物性非常有助于研究材料的性质和应用。
本文将分享一些低温物性测量的技巧与方法。
一、低温设备与制冷介质首先，创建一个低温环境是必要的。
传统上，液氮是最常用的低温制冷介质。
液氮的沸点约为77K，可以提供足够低的温度。
此外，液氦也是一种常用的低温制冷介质，其沸点约为4K。
对于更低温度的实验，还可以使用其他冷却剂，如超冷制冷机或制冷液氦-3。
其次，低温设备起到重要的作用。
常见的低温设备包括低温冷头、低温恒温器和低温容器。
低温冷头能够将液体制冷介质传导至被测物体，实现低温环境。
低温恒温器则提供恒定的低温环境，可用于长时间的实验。
低温容器用于储存液氮或液氦，以便随时使用。
二、电学测量技术电学测量是低温物性测量中常用的技术之一。
通过测量电阻、电导率和电磁特性等参数，可以研究材料的电性质。
在低温环境下，使用四探针测量方法可以有效地消除接触电阻的影响。
同时，还可以利用霍尔效应测量材料的磁性质。
要注意的是，在低温下，电缆和连接器可能存在超导效应或者冷焊现象，这可能会引起测量误差。
因此，正确选择和使用电缆和连接器非常重要。
此外，由于液氮具有极低的绝缘性能，需要采取措施保护实验装置免受电击危险。
三、热学测量技术除了电学测量，热学测量也是低温物性研究的重要手段。
研究材料的导热性、比热容和热导率等参数，可以了解其热性质。
传统的热测量技术包括热电偶、热电阻和热容器。
在低温下，热传导会受到来自热辐射的影响。
由于热辐射对于温度计的测量精度有限，可能会引入误差。
因此，在低温测量中，需要进行仔细的辐射校准和误差修正。
四、磁学测量技术磁学测量是研究低温物性的重要手段之一。
通过测量材料在低温下的磁化曲线和磁化率，可以了解其磁性质。
常见的磁学测量技术包括超导量子干涉仪、霍珀磁强计和振动样品磁强计。
材料测试技术及方法原理
材料测试技术及方法原理
1. 光谱分析技术：利用物质对光的吸收、发射或散射等现象来分析材料的成分和结构。
例如，红外光谱可以分析材料中的官能团，紫外-可见光谱可以分析材料的颜色和光学性质。
2. X 射线衍射技术：通过 X 射线在材料中的衍射现象来分析材料的晶体结构和相组成。
该技术可以确定材料的晶体类型、晶格常数、晶粒尺寸等信息。
3. 电子显微镜技术：利用电子束与物质相互作用产生的信号来观察和分析材料的微观结构。
扫描电子显微镜可以观察材料的表面形貌，透射电子显微镜可以观察材料的内部结构。
4. 力学性能测试：包括拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等，用于测定材料的强度、塑性、韧性等力学性能。
5. 热分析技术：如差热分析、热重分析等，用于研究材料在加热或冷却过程中的物理和化学变化，如相变、热分解等。
6. 光谱化学分析：利用光谱技术进行元素分析，例如原子吸收光谱、电感耦合等离子体发射光谱等。
7. 核磁共振技术：通过测定原子核在磁场中的自旋状态来分析材料的结构和化学键信息。
这些测试技术和方法原理在材料科学研究、工程设计和质量控制等领域具有重要的应用价值，可以帮助我们深入了解材料的性质和行为，为材料的开发、优化和应用提供科学依据。
低温物理与技术-第6章 低温物性测量汇总
金属电阻率的实验观测
金属高电导率的事实早已被发现和利用，它的电导率温 度关系对材料的应有有着重大影响，所以进行了大量的实验研 究，得到了不少规律性的结果，纯金属的电阻率可以明显地分 成两个独立部分之和：
0 l (T )
l 与温度有关，称作本征 电阻。它随温度的降低而减小， T→0K时， l →0。初步判断 它应是因晶格振动引起的。
U J s
J 为交换积分，代互表相作用的强度；s 和 分别为传
导电子和磁性原子的自旋。J 的绝对值远小于传导电子的费 米能，可以当作微扰来处理。
电阻的温度关系
取自冯端：凝聚态物理 p406
7.3 CDW和SDW
1975年发现NbSe3的非线性电导特性
一种新的导电机制：电子的集体运动模式C NhomakorabeaW形成示意图
V4Vs
V=Is(Rc1+Rc4)+ IsRs
V4 IsRs
Rc3
Rc2
Rc4
If Rc1+Rc4+Rs<< Rout
Rc1
Rout>>Rc1, Rout>>Rc4,
Vs
Iscons.
V4Vs
If Rc1+Rc4+Rs> Rout, Rc1 or Rc4>>Rs
Is? Vg ?
随着温度的降低电阻呈半导体行为增加， 当Rs>Rg时，测量结果是否正确？
2
sind k 2
k
d
对于球形费米面有：
g( )
1
4
3
4k
2
k
k2
2
k
1
因此：
dk
材料科学研究与测试方法
材料科学研究与测试方法材料科学是研究材料的结构、性能和制备方法的一门学科，被广泛应用于材料制备、加工、改性和性能等领域。
测试方法是材料科学研究的基础，正确选择测试方法对于材料性能的测试和分析具有至关重要的作用。
本文将就材料科学研究与测试方法进行探讨。
一、材料科学研究。
材料科学的主要研究内容包括：1.材料制备：通过改变材料的结构、形貌等方式制备具有特定结构和性能的新材料。
2.材料结构：通过各种分析技术研究材料的微观结构特征，包括晶体结构、表面形貌等。
3.材料物性：研究材料的物理特性，如机械性能、热学性能、电学性能、光学性能等。
4.材料应用：将材料应用于各种领域，如建筑、汽车、机械、电子、医疗等。
二、常用测试方法。
1.机械性能测试方法：主要包括拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等。
这些试验方法可以用来测量材料的强度、韧性、硬度等机械性能。
2.热学性能测试方法：主要包括热导率测定、热膨胀系数测定、热稳定性评估测试等。
这些测试方法可以用来测量材料的热性能。
3.电学性能测试方法：主要包括电导率测定、介电常数测定、电阻率测定等。
这些测试方法可以用来测量材料的电学性能。
4.光学性能测试方法：主要包括透过率测定、反射率测定、折射率测定等。
这些测试方法可以用来测量材料的光学性能。
5.化学性能测试方法：主要包括化学稳定性测定、化学反应行为测定等。
这些测试方法可以用来测量材料的化学性能。
三、测试方法的选择原则。
1.测试方法的选择应基于研究的目的和材料类型，例如，对于微观结构的研究，需要选择适合的测试方法，如扫描电镜、透射电镜等；2.测试方法应准确、可靠、重复性好，保证实验数据的可信度；3.测试方法应能够满足测试需求，如测试范围、精度、样品数量等；4.测试方法所需的设备和试剂应易得，操作简便。
四、结论。
材料科学研究与测试方法是相互支撑的。
正确选择测试方法可以确保研究结果的可靠性和准确性，进而为新材料的开发和应用提供技术支持。
材料物理性能第三版课程设计
材料物理性能第三版课程设计一、课程目标本课程旨在通过讲授材料物理性能的基础理论知识，帮助学生建立对材料的物理性能的认识，理解材料的物理性能对材料性能和应用的影响，并掌握材料物理性能测试技术的基本方法。
同时，通过实验操作的学习，培养学生的实践能力与团队协作能力，为学生未来成为出色的材料科学工程师打下坚实基础。
二、课程大纲1. 材料物理性能基础理论1.1 材料物理性能的定义与分类1.2 材料物理性能的测试原理1.3 材料弹性模量、泊松比、屈服强度等基本物理性能的测试方法及其应用1.4 材料电磁性能的测试方法及其应用2. 材料物性测试技术2.1 金相显微镜的使用2.2 扫描电子显微镜及透射电子显微镜的使用2.3 X射线衍射技术的使用3. 材料物理性能实验3.1 材料弹性模量的测试实验3.2 材料屈服强度的测试实验3.3 材料电学性能的测试实验三、课程实施方法本课程主要采用大面积讲解与实验操作相结合的方式进行实施：1.在教学时段内，基本理论知识的教学内容将为主要任务，老师将通过PPT、视频等多种方式进行讲解。
2.实验课则主要以实验操作为主，由老师配合助教向学生讲解实验步骤，同时全程监控与指导学生操作，并耐心解答学生在实验过程中的疑问。
3.学生将组成小组进行实验，每组3-4人，每个实验小组均由一名监考老师与一名助教进行监考与指导。
四、考核方式学生的成绩主要分为以下三个部分：1.平时成绩（占总成绩的30%）：主要考核学生的课堂听讲情况、参与课堂互动的积极性、课下作业完成情况等。
2.实验成绩（占总成绩的40%）：主要考核学生的实验操作能力与团队协作能力。
3.期末考试（占总成绩的30%）：主要考核学生对课程知识的掌握情况。
五、参考教材1.《材料科学基础》刘晓奎著2.《现代材料物理》王德奎、李学红著3.《材料物理性能测试技术》王雪梅、刘峰创编六、课程总结通过学习本课程，学生应该能够掌握材料物理性能的基础理论知识和测试技术，了解材料物理性能对材料性能和应用的影响，并具备一定的实验操作能力与团队协作能力，为学生未来的学习和工作打下坚实的基础。
第一章 低温下材料的物理性质与测试技术
第一章低温下材料的物理性质与测试技术1.0 引言自1908年荷兰科学家昂纳斯将最后一个“永久气体”氦气液化，成功地获得4.2K（即 269℃）的低温以来，低温物理、超导电技术及其他低温技术的研究和应用发展很快。
稀释制冷机、绝热去磁等技术的发展，开辟了mK温区的新研究领域，一些以前在较高温度下观察不到的物理现象陆续被人们所发现。
当外界温度极低，物质热运动能量大大降低，被热运动所掩盖的物质内部相互作用所决定的固有性质便凸现出来，给人们带来了一些意想不到的效应，使得对物质状态和性质随温度变化的研究变得非常有趣。
在物理学、化学、材料科学、空间技术及其他性质上有密切联系的领域中，低温已成为研究物质性质的极端条件之一。
低温的最基本效应是减小热运动引起的无序，揭示物质的本征性质，从而引导人们更好地理解自然界中以多种不同方式形成的凝聚态物质的性质和现象，以及只有在低温环境下才能出现的新现象，包括新相的产生，新有序态的形成等等。
所以，低温物理是物理学中一个十分重要的研究领域。
材料的各项物理性能参数（密度、弹性、电阻、热容、热传导，热膨胀、热电势、磁性、相变点等等）是研究材料内部结构和变化过程的重要线索，也是使用材料的依据。
温度在材料性质研究中是决定性的变量之一。
研究材料在低温下的物理性质首先要对材料在低温下的各项物理性能参数做大量的实验与测试。
因而要学习低温实验的原理与方法，了解低温实验的特点，建立准确可靠的低温实验装置和选择合适的实验方法。
本章前面两节讲述进行低温实验的基础技术，包括低温液体的使用，小型制冷机的运行以及实用低温恒温器等，这些是低温物理实验所必须具备的最基本的知识。
后两节围绕本综合实验所设计的内容，介绍材料在低温下的物理性质以及测试技术的原理和方法，它包括材料在低温下的电性质、磁性质和常用的测试技术，以及计算机控温、实时数据采集与处理在物性测试中的应用等。
本章设计的综合性实验是在液氮和小型制冷机两种低温环境下进行，配有两套代表性的低温恒温器，设计了最基本的直流测量和交流测量。
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材料的低温物性与测试技术
一、电阻测量方案
1.实验装置及基本测量线路（采用四引线方法）：
2.实验步骤:
样处理与电极制作:将试样切成长方形的薄条，上、下两面磨平。
在每个样品的一面制作四根电极引线，电极的制作可采用真空镀膜（银膜或铝膜）、铟压或银胶（注：这里采用银胶法）。
若需要计算样品的
真空室
卷烟纸 和电绝缘）
实验装置及基本测量线路图
电阻率，需记录样品的几何参数。
安装样品：将接有引线的试样的另一面涂上少量低温胶，通过卷烟纸（另一面也涂有少量低温胶）贴到恒温块上。
同时可安装三个样品。
通过卷烟纸和低温胶可保证试样与恒温块有良好的热接触和电绝缘。
然后将电极引线与测量引线一一焊接，并记录好引线的标号。
建立测试线路：熟悉仪器，检查所有接线，包括每一个样品的电流、电压引线，温度计引线等，确认哪些该通，哪些不该通，哪些有阻值等等。
在室温下进行测量，确认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：启动制冷机，可以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，并记录下来。
电阻数值可直接由台式万用表读出。
实验数据处理：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实验曲线。
结果讨论：结合实验结果讨论半导体、金属和合金材料的电阻率与温度的关系有何不同，并说明导致不同的原因（实验报告：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的玻璃容器内进行超声清洗5分钟；
2）再将样品放入盛有HF溶液的塑料容器内中浸泡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）倒入放有导电银胶的玻璃容器内，使干燥的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）最后将每根铜丝电极的另一头焊接在相应的金属电极上，用万用表测量电极连接情况。
实验数据处理和分析：
由实验的铑铁温度计的电阻与温度的关系查表得到各点温度值并与待测的金属、半导体和合金的电阻做出R-T关系曲线，实验数据和作图附在最后，由图像观察到金属的电阻随温度的下降而下降，并呈现良好的线性关系，而半导体与合金的电阻随温度的下降而上升。
由于半导体和合金电阻率主要由载流子浓度决定，而载流子浓度随温度上升而增加，故电阻率减小。
金属电阻主要由自由电子决定，温度升高自由电子数目增加，故电阻率增加
实验误差的分析：
1.有于降温速度过快而造成测量的不准确，这应该是降温曲线和升温曲线不完全重合的主要原因
2.测量这几个电阻有先后顺序，期间温度发生了变化
3.仪器反应的时间（数据由跳动到逐渐稳定）需要一定时间，也就是说四个电阻的测量不可能完全同步
4.温度变化引起电阻接线的不稳定
思考题：
1．给出两种获得低温的方法，并简述它们的原理。
使用液氮或液氦直接降温，利用了低温液体汽化吸热的性质
使用稀释制冷机，利用了液氦的超流性质
2.低温下对低电势或小电阻的直流测量应注意哪些问题？如何处理？
对于电表精度的选取，由于电阻很小，在通以小电流的情况下电压值会很小。
电阻的制作，接触点的接触要保持良好和稳定
100
150
200
250
300
0.1
0.20.30.40.50.6
0.70.8
0.9霍尔电压
霍尔电流
100
150
200
250
300
0.12
0.130.140.150.16
0.170.18
0.19霍尔电压
霍尔电流
100150200250300
200
400
600
800
霍尔电压
霍尔电流。