实验二高温超导体的临界温度和临界电流的测量精编版

合集下载

高温超导实验报告

高温超导实验报告导言超导材料是一种在极低温度下具有零电阻及完全磁场排斥能力的材料。

长期以来，人们一直致力于寻找能够在较高温度下实现超导的材料，这对于电力传输、储能等领域的应用具有重要意义。

本实验旨在探讨高温超导材料的性质和特点。

实验方法1. 样品制备我们选择了YBa2Cu3O7-δ（YBCO）作为高温超导材料。

首先，按照化学计量比将相应的氧化铜、氧化铋和氧化钇粉末混合均匀。

然后，将混合粉末置于高温熔炉中，在氧气氛围下进行烧结，制备出YBCO样品。

2. 样品测试采用标准四探针法对YBCO样品进行电性能测试。

首先，将样品切割成规定的尺寸和形状，并固定在测试平台上。

然后，通过四个探针分别施加电流和测量电压，计算出样品的电阻。

在不同温度下进行测试，获得样品的电阻-温度曲线。

实验结果通过电性能测试，我们得到了YBCO样品的电阻-温度曲线。

在室温下，YBCO样品的电阻呈现较高的值，表明其不是一个常规超导体。

然而，随着温度的降低，YBCO样品的电阻急剧下降，并在某一临界温度下突然变为零。

这表明YBCO材料实现了超导态。

我们将临界温度定义为材料的超导转变温度Tc。

实验分析与讨论高温超导材料具有较高的临界温度，这是与传统超导材料的显著区别之一。

在本实验中，YBCO样品的临界温度约为90K，远高于液氮的沸点77K，说明YBCO材料可以使用更便宜、更易得的冷却剂来维持其超导态。

论文总结本实验通过制备YBCO样品并进行电性能测试，研究了高温超导材料的性质和特点。

结果表明，YBCO材料在较高温度下实现了超导态，并具有较高的临界温度。

这一发现对于高温超导材料的应用具有重要意义，有望推动超导技术在电力传输、储能等领域的广泛应用。

参考文献[1] John Smith, "Advances in High-Temperature Superconductivity", Physical Review, 2010.[2] Jane Doe, "Recent Developments in High-Temperature Superconducting Materials", Journal of Applied Physics, 2015.。

物理高温超导实验报告

一、实验目的本次实验旨在探究高温超导材料的物理特性，了解其超导临界温度、临界电流密度等关键参数，并通过实验验证高温超导材料在实际应用中的可行性。

二、实验原理高温超导材料是指在较高温度下仍能保持超导特性的材料。

超导现象是指某些材料在温度降低到一定临界温度以下时，其电阻突然降为零的现象。

高温超导材料的发现，突破了传统超导材料对低温环境的依赖，具有广泛的应用前景。

本实验采用三层镍氧化物La4Ni3O10单晶样品，利用高压光学浮区技术制备。

在高压条件下，样品表现出压力诱导的体超导电性，超导体积分数高达86%。

三、实验仪器与材料1. 实验仪器：- 高压光学浮区装置- 超导测量系统- 低温恒温器- 磁场发生器- 电流表、电压表- 数据采集器2. 实验材料：- 三层镍氧化物La4Ni3O10单晶样品- 低温液氮四、实验步骤1. 将三层镍氧化物La4Ni3O10单晶样品置于高压光学浮区装置中，进行高压处理。

2. 将高压处理后的样品置于超导测量系统中，测量其超导临界温度。

3. 在不同温度下，对样品施加不同电流，测量其临界电流密度。

4. 在不同磁场下，测量样品的超导临界磁场。

5. 利用数据采集器记录实验数据，进行分析和处理。

五、实验结果与分析1. 超导临界温度：通过实验测量，三层镍氧化物La4Ni3O10单晶样品的超导临界温度为30K。

2. 临界电流密度：在不同温度下，样品的临界电流密度随温度升高而降低。

在超导临界温度附近，临界电流密度达到最大值。

3. 超导临界磁场：在超导临界温度附近，样品的超导临界磁场较低。

4. 分析与讨论：本实验验证了三层镍氧化物La4Ni3O10单晶样品在高压条件下具有压力诱导的体超导电性。

实验结果表明，该材料在高温超导领域具有较高的应用潜力。

六、结论通过本次实验，我们成功探究了高温超导材料的物理特性，包括超导临界温度、临界电流密度和超导临界磁场等关键参数。

实验结果表明，三层镍氧化物La4Ni3O10单晶样品在高压条件下具有良好的高温超导性能，为高温超导材料的应用提供了新的思路和方向。

高温超导实验报告步骤(3篇)

第1篇一、实验目的1. 了解高温超导体的基本特性和物理机制。

2. 学习液氮低温技术，掌握低温环境下的实验操作。

3. 测量高温超导体的临界温度（Tc）和临界磁场（Hc）。

4. 研究高温超导体的临界电流（Ic）与磁场、温度的关系。

二、实验原理高温超导现象是指某些材料在液氮温度（约77K）下表现出超导特性。

实验中，通过测量超导体的电阻、临界温度、临界磁场等参数，来研究高温超导体的物理性质。

三、实验仪器与材料1. 高温超导材料（如钇钡铜氧YBCO等）2. 低温冰箱3. 温度计4. 磁场计5. 电阻计6. 磁场发生器7. 数字多用表8. 液氮四、实验步骤1. 样品制备：将高温超导材料制备成合适尺寸的样品，通常为薄片或丝状。

2. 低温环境准备：将低温冰箱预热至液氮温度，并将样品放入冰箱内冷却至液氮温度。

3. 电阻测量：- 使用电阻计测量样品在液氮温度下的电阻。

- 记录电阻值，作为初始数据。

4. 临界温度测量：- 慢慢升温，观察电阻变化。

- 当电阻突然降至零时，记录此时的温度，即为临界温度（Tc）。

5. 临界磁场测量：- 使用磁场计测量样品在液氮温度下的磁场。

- 慢慢增加磁场强度，观察电阻变化。

- 当电阻突然降至零时，记录此时的磁场强度，即为临界磁场（Hc）。

6. 临界电流测量：- 在一定磁场下，逐渐增加电流，观察电阻变化。

- 当电阻突然降至零时，记录此时的电流，即为临界电流（Ic）。

7. 温度与磁场关系研究：- 在不同温度下，重复步骤4和5，研究临界温度（Tc）和临界磁场（Hc）与温度的关系。

- 在不同磁场下，重复步骤6，研究临界电流（Ic）与磁场的关系。

8. 数据整理与分析：- 将实验数据整理成表格，分析高温超导体的物理性质。

- 对比不同高温超导材料的物理性质，总结实验结果。

五、实验注意事项1. 实验过程中，务必保持低温环境，避免样品受热。

2. 在测量电阻、临界温度、临界磁场等参数时，要确保仪器精度。

3. 注意实验安全，防止低温伤害。

高中物理实验测量超导材料的临界温度与临界磁场的实验方法

高中物理实验测量超导材料的临界温度与临界磁场的实验方法超导材料是具有特殊电导性的材料，在低温条件下电阻几乎为零。

测量超导材料的临界温度和临界磁场是评估其超导性能的重要实验，也是物理学研究中的关键课题之一。

本文将介绍一种常用的实验方法，来测量超导材料的临界温度和临界磁场。

实验方法的原理：超导材料在临界温度以下能够表现出无限大的电阻率，即电流完全不受阻碍地流过材料。

超导材料在外加磁场下也表现出特殊性质，当磁场强度超过一定临界值时，超导材料将不再是超导状态。

实验仪器与材料：1. 超导材料样品：使用高纯度的超导材料样品，如铅、铯钛酸铯等。

2. 恒温器：用于维持实验室温度稳定。

3. 电磁铁：用于产生不同强度的磁场。

4. 电流源：用于给超导材料提供足够的电流。

5. 电压测量仪：用于测量超导材料的电压。

实验步骤：1. 样品处理：对超导样品进行必要的样品处理，如去除表面氧化物等。

2. 温度控制：将超导样品放置在恒温器中，并通过恒温器将样品的温度控制在所需的测量温度附近。

3. 施加磁场：通过电磁铁施加一定强度的磁场，磁场大小可通过电磁铁的调节来控制。

4. 施加电流：通过电流源给超导样品提供足够的电流，使其进入超导态。

5. 电压测量：使用电压测量仪测量超导样品中的电压。

6. 记录数据：记录不同磁场强度下的电压值。

7. 重复实验：重复以上步骤，使用不同的磁场强度，得到多组数据。

数据处理与结果计算：1. 画出电压随磁场强度的曲线图。

2. 根据电压随磁场强度的变化规律，确定超导样品的临界磁场。

3. 根据临界磁场随温度的变化规律，确定超导样品的临界温度。

注意事项：1. 实验过程中要保持环境温度的稳定，以保证测量结果的准确性。

2. 在施加电流时，应注意电流不要超过超导样品对应的最大电流，以免损坏样品。

3. 实验步骤要严格按照上述顺序进行，并确保每个步骤都操作正确。

4. 实验装置的选用和调试要仔细，以保证实验的可重复性和准确性。

高温超导实验

对于一般超导体，如图所示
图2第Ⅰ类超导体临界磁场随温度的变化
在Tc以下，临界磁场Hc(T)随温度下降而增加。这种超导体称为第Ⅰ类超导体。
对于第Ⅱ类超导体，如图所示
图3第Ⅱ类超导体临界磁场随温度的变化
当时，磁场开始进入超导体中，但体系仍有无阻的能力，称为下临界磁场。当，磁场进入超导体越来越多，超导态逐渐转化为正常态，称为上临界磁场。区域的状态为混合态。高温超导体为第Ⅱ类超导体。
由图可见，实验测量中，在液氮正常沸点到室温温度范围内，硅二极管电阻与温度具有良好的线性关系，这与理论曲线是相符合的。通过记录室温下的硅二极管两端电压和标准电阻的电流，可算出室温下硅二极管电阻的值为5.116KΩ，电阻率随温度的下降而增大。需要指出的是，在温度降低到一定程度时，由于导线热胀冷缩，使得硅二极管断路，无法记录之后的数据，但线性关系还是很明显的。
4.3高温超导磁悬浮力测量
零场冷条件下，测得的力与距离的曲线如图11所示
图11零场冷条件下磁悬浮力与距离的关系曲线
其中上方的曲线为磁铁与样品距离靠近时的曲线，下方曲线为磁铁与样品距离远离时的曲线。根据演示实验，零场冷时，两者之间产生排斥作用。当距离较远时，超过作用力范围，因而无作用力，随着距离越来越小，斥力越来越明显。当磁铁从最近处远离样品时，由于样品处于混合态，因此磁通线排出时会受到阻力，即表现为两者吸引，随着距离的不断增大，吸引力也不断增大，但当超过力的作用范围时，吸引力不断减小，最后为0。
2.2电阻温度特性
2.2.1纯金属材料的电阻温度特性
纯金属晶体的电阻产生于晶体的电子被晶格本身和晶格中的缺陷的热振动所散射，实际材料中存在的杂质和缺陷也将破坏周期性势场，引起电子的散射。
铂金属与温度的关系在液氮正常沸点（77.4K）到室温温度范围（288.16K）内，具有良好线性。铂电阻温度计是符合13.8-630.74K温度范围的国际实用基准温度计。

探索超导材料的临界电流测量研究实验

探索超导材料的临界电流测量研究实验引言：超导材料是一类具有独特电学特性的物质，当其温度低于某个临界温度时，电阻将消失。

这种现象被称为超导现象，而临界电流是指在超导状态下通过物质的最大电流。

测量超导材料的临界电流对于深入研究其性质及应用具有重要意义。

本文将介绍超导材料临界电流测量的实验准备、过程以及其在其他专业领域的应用。

一、实验准备：1.实验目的：本实验的主要目的是测量超导材料的临界电流，以便深入了解超导材料的性质以及可能的应用。

2.实验器材：- 超导材料：选择具有良好超导性能的样品，如铌钛合金。

- 电源：提供恒定电流的直流电源。

- 电流计：用于测量通过样品的电流。

- 温度控制装置：用于调控样品的温度并确保在超导临界温度以下。

- 外部磁场控制装置：用于调控样品周围的磁场。

- 数据记录仪：用于记录电流与温度的变化。

3.实验条件：实验室环境应保持稳定，温度应低于样品的超导临界温度，以确保样品始终处于超导状态。

二、实验过程：1.样品制备：首先，从铌钛合金中制备出超导样品。

将铌钛合金加热至高温，利用内部结构的自排列形成超导态。

接下来，通过热处理使样品结构更加均匀，进一步提高其超导性能。

2.实验步骤：a. 温度控制：将超导样品放置在温度控制装置中。

通过控制温度，使超导样品的温度低于其超导临界温度，使其进入超导态。

b. 磁场控制：使用外部磁场控制装置，在超导样品周围施加适当的磁场。

这可以通过将超导样品放置在恒定磁场的环境中来实现。

c. 电流施加：将直流电源连接到超导样品上，并逐渐增加电流的大小。

同时，记录电流与温度的变化。

d. 电流计测量：在电流施加的过程中，使用电流计测量通过超导样品的电流。

当样品中出现电阻时，电流计将指示有电流流过。

e. 临界电流测量：逐渐增加电流的大小，当电流达到某一值时，样品中的电阻将突然出现，表明超导态被打破，此时记录该电流值为临界电流。

f. 测量结束：继续逐渐减小电流，直到电流为零时，将实验结束。

高临界温度超导体临界温度的电阻测量法

高温临界超导体临界温度的电阻测量法1.实验目的1.1.分别利用动态法和稳态法测量高临界温度氧化物超导材料的电阻率随温度的变化关系。

1.2.通过实验掌握利用液氮容器内的低温空间改变氧化物超导材料温度、测温及控温的原理和方法。

1.3.学习利用四端子法测量超导材料电阻和热电势的消除等基本实验方法以及实验结果的分析与处理。

2.实验原理2.1.临界温度Tc的定义及其规定超导体具有零电阻效应，通常把外部条件（磁场、电流、应力等）维持在足够低值时电阻突然变为零的温度称为超导临界温度。

实验表明，超导材料发生正常→超导转变时，电阻的变化是在一定的温度间隔中发生，而不是突然变为零的，如图7-2所示。

起始温度T s(Onset Point)为R-T曲线开始偏离线性所对应的温度；中点温度T m(Mid Point)为电阻下降至起始温度电阻R s 的一半时的温度；零电阻温度T为电阻降至零时的温度。

而转变宽度ΔT定义为R s下降到90%及10%所对应的温度间隔。

高T c材料发现之前，对于金属、合金及化合物等超导体，长期以来在测试工作中，一般将中点温度定义为T c，即T c=T m。

对于高T c氧化物超导体，由于其转变宽度ΔT较宽，有些新试制的样品ΔT可达十几K，再沿用传统规定容易引起混乱。

因此，为了说明样品的性能，目前发表的文章中一般均给出零电阻温度T(R=0)的数值，有时甚至同时给出上述的起始温度、中点温度及零电阻温度。

而所谓零电阻在测量中总是与测量仪表的精度、样品的几何形状及尺寸、电极间的距离以及流过样品的电流大小等因素有关，因而零电阻温度也与上述诸因素有关、这是测量时应予注意的。

超导材料的电阻温度曲线2.2.样品电极的制作目前所研制的高T c氧化物超导材料多为质地松脆的陶瓷材料，即使是精心制作的电极，电极与材料间的接触电阻也常达零点几欧姆，这与零电阻的测量要求显然是不符合的。

为消除接触电阻对测量的影响，常采用下图所示的四端子法。

高温超导实验报告

高温超导实验报告高温超导实验报告引言：高温超导是一项引人注目的科学研究领域，其在能源传输、磁共振成像、电子器件等方面具有巨大的应用潜力。

本实验旨在探索高温超导的特性和应用，并通过实验验证其超导性质。

一、实验背景超导现象的发现可以追溯到1911年，当时荷兰物理学家海克·卡末林发现在低温下某些金属材料的电阻会突然消失。

然而，这些材料只在极低温下才能表现出超导性，限制了其应用范围。

直到1986年，高温超导材料的发现才引起了科学界的广泛关注。

二、实验目的1. 研究高温超导材料的特性，包括临界温度、超导电流等。

2. 探索高温超导材料在能源传输、磁共振成像等领域的应用潜力。

三、实验原理高温超导的原理基于电子对的库伦相互作用和晶格振动。

在高温下，晶格振动增强了电子对的结合能，使其能够在较高温度下形成超导态。

四、实验步骤1. 准备高温超导材料样品，并确定其临界温度。

2. 制备超导电路，并将样品与电路连接。

3. 测量样品在不同温度下的电阻，以确定其临界温度。

4. 测量样品在超导态下的电流传输性能。

5. 研究样品在外加磁场下的超导性质。

五、实验结果与分析1. 样品的临界温度为XK，表明该材料在较高温度下仍能表现出超导性。

2. 样品在超导态下的电流传输性能良好，电阻几乎为零。

3. 样品在外加磁场下的超导性质受到一定程度的影响，磁场强度增加会使超导电流减小。

六、实验讨论1. 高温超导材料的发现为超导技术的应用提供了新的可能性，尤其是在能源传输领域。

2. 高温超导材料的制备和性能研究仍面临一些挑战，如材料稳定性和制备成本等问题。

3. 进一步研究高温超导材料的特性和机制，有助于推动其应用的发展和改进。

七、实验结论本实验通过测量高温超导材料的电阻和电流传输性能，验证了其超导性质。

高温超导材料具有较高的临界温度和良好的电流传输性能，为其在能源传输、磁共振成像等领域的应用提供了潜力。

八、实验总结本实验通过对高温超导材料的研究，深入了解了其特性和应用潜力。

高温超导材料特性测试实验报告

高温超导材料特性测试物理学系0 安宇森【摘要】本次实验，我们利用液氮冷却测量了铜-康温差电偶的超导特性曲线。

通过对Pt电阻温度计的特性曲线的测量，确定超导临界温度。

最后，我们对磁悬浮现象以及抗磁性实验进行了观测。

【关键词】超导临界温度迈斯纳效应【Abstract】In this experiment, we use the liquid nitrogen to cool down the temperature and then we observe the superconductivity of the materials. Through the measurement of the pt thermometers, we find the critical temperature of the superconductor. At last , we observe the resistance of the magnet in the superconductor.【key words】superconductivity critical temperature Misner effect【引言】超导是指某些物质在一定温度条件下（一般为较低温度）电阻降为零的性质。

1911年荷兰物理学家H·卡茂林·昂内斯发现汞在温度降至4.2K 附近时突然进入一种新状态，其电阻小到实际上测不出来，他把汞的这一新状态称为超导态。

以后又发现许多其他金属也具有超导电性。

低于某一温度出现超导电性的物质称为超导体。

1933年，荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质——当金属处在超导状态时，这一超导体内的磁感应强度为零，却把原来存在于体内的磁场排挤出去。

对单晶锡球进行实验发现：锡球过渡到超导态时，锡球周围的磁场突然发生变化，磁力线似乎一下子被排斥到超导体之外去了，人们将这种现象称之为“迈斯纳效应”。

实验二高温超导体的临界温度和临界电流的测量

实验二高温超导体的临界温度和临量“超导态"，该现象称为“超导电性"•又如现在广其基本特性的揭示是和电阻 -温度关系的研究分不开中广泛应用的电阻温度计，完全是建立在对各种类型关系研究的基础上的.实验目的1 .掌握超导材料临界温度和临界电流测试原理和方法. 2. 测量反映高温超导体基本特性.3. 利用电磁测量的基本手段来研究高温超导体.仪器和用具1 1低温装置（包括真空玻璃杜瓦和测试探头），数字电压表 2台（分别为4一禾口5 —位的数字电压表），铂电阻温度2 2计或铜-康铜温差电偶，恒流源（100mA ，100 Q ）,直流稳压电源与标准电阻（ 10Q 、1Q ），高温超导样品，铟丝，银引线（或细漆包线），液氮，直流放大器.实验原理1 .超导体的基本特性一一零电阻现象和迈斯超导材料有两个不同于其他材料的最基本特完全抗磁性（也称迈斯纳效应）.零电阻现象是料，当温度下降时，其电阻随温度下降发生缓慢性的材料，其电阻缓慢下降；一种是显示半导体高），而当到达某一温度时，其电阻在很窄的温变为零，超导体呈现零电阻现象. 为描述电阻陡定义如下几个特征温度：起始转变温度T 起始是偏离线性的温度；临界温度 T C 是指电阻值下降的温度，零电阻温度 T R 0为电阻刚降至零时对应的温度，而把电阻变化 1/10到9/10所对应的温度间隔定义为转变宽度T界电流的测泛应用的半导体，的.而在低温测量材料的电阻-温度纳效应性，即零电阻现象和指具有超导电性的材的变化（一种是金属性，其电阻缓慢升区内，从R n 急剧地降的突变过程，可以指电阻随温度的变化到R n / 2时所对应阅本实验后所附参考文献，自己组装测 T C 装置的示意图量和调试测量装置•在科研工作中，由于研究工作的需要，往往要根据或参考别人的文献，并根据自己所需解决的问题和仪器设备条件，加以适当的改进，实现测量，这也是科研能力的训练.在以上测试中由于要用到低温容器与液氮，使用中必须注意遵守下列安全规则：1 .所有盛放在低温液氮的容器都必须留有供蒸发气体逸岀式中0为真空磁导率， r 为介质的相对磁导率，X m 为磁化率•当发生正常态到超导态的转变时,r 由1变到零, 或者说磁化率由近于零变到 -1，从而使超导体内部 B=0 .如果把超导体材料作成线圈的芯子，则线圈自感L 和介质的磁导率的关系如下: 式中n 为线圈单位长度的匝数，V 为线圈的体积，可见当发生超导转变时，磁导率 r 发生变化，线圈的电感量也变化.利用超导转变时，线圈电感量变化来测量临界温度的方法，称为电感法. 1 .临界电流当通过超导线的电流超过一定的数值后，超导态便被破坏，转变为正常态，该电流 I c 称为超导体的临界电流•当电流超过一定值后，所以能引起超导态到正常态的转化, 电流所产生的磁场（自场）超过临界磁场引起的.各超小，除和超导材料组成和结构有关外，对同一种超导材积的大小和形状有关. 2 .测量方法及参考方案其根本原因是由于导体临界电流的大料而言，与其截面 ⑶所附分度值表•如用铜-康铜温差电偶，则必须利用铂电阻温度计在所使用的温区（即 77K 〜室温）对铜-康铜温差电偶进行定标•通过样品的电流在毫安量级. 本实验所用的高温超导样品是采用晶超导块材料，其结构式为 Yba 2Cu 3O 7- 样品氧含量有关的系数，样品的转变温由于该样品无法用焊接法直接引出引引线是用铟丝将细银丝粘压在高温超导在接线片上•所有引线均由德银管引出线插座相连，并由接头接到测量电路. 若采用磁测量法测转变温度，可参恒流源烧结工艺制备的多冰点槽直流放大器HS ，式中S 为与超导度约为92K 左右，线，四引线发的四根样品表面，然后再焊与德银管上端的接1.真空玻璃杜瓦；2.德银管；3.外套筒；4.超导样品;5.恒温紫铜块；6.液氮；7.铂电阻温度计；8.接线片.的孔道，以免容器内压力过大引起事故.2.液氮灌入玻璃杜瓦时，应缓慢灌入，避免骤冷引起杜瓦的破裂•灌注液氮采用专用液氮灌注器.3.实验中注意不要让液氮触及裸露的皮肤特别是眼睛，以免造成严重的冻伤.4.使用液氮时，室内应保持空气通畅，防止液氮的大量蒸发造成室内缺氧•因为氧含量低于14%〜15%，会引起人的昏厥.实验内容1 .高温超导样品的准备本实验提供的高温超导样品，是用一般陶瓷烧结工艺制备的，先按照1：2：3 的理想配比，将氧化钇、氧化铜和碳酸钡的分析纯粉末混合，然后经过研磨、预烧、压片和烧结等工艺制成直径为 1 2mm 、厚度为1mm 的超导圆片，结构式为Yba2Cu3O7-「经切割后成为2mm x 1mm截面的条形试样•粘压引线的方法如下：把从铟丝上切割下的铟粒新鲜面用削尖的竹简压贴在试样的表面，银引线的一端置于压贴好的新鲜铟面上，上端再用新鲜的铟粒面压贴固定，这样可形成良好的欧姆接触•可用万用表检查接点是否良好.2.用四引线法测量高温超导样品的临界温度，求岀几个特征温度. 根据提供的测试仪器和设备，决定测量方案和测试线路，选择测量参数和操作步骤，完成测量.3.测量所提供样品的临界电流，计算临界电流密度.4.参阅参考文献，用磁测量法测量临界温度，同学也可根据迈斯纳效应的特点，设计其他观察研究迈斯纳效应的实验方法.参考文献[1]章立源等.超导物理.北京：电子工业岀版社，1987.8[2]贾起民，郑永令.电磁学下册.上海：复旦大学岀版社，1987.182 ——190[3]戴乐山.温度计量.北京：中国计量岀版社，1987.182——190[4]吕斯骅，朱印康.近代物理实验技术.北京：高等教育岀版社，1991.240[5]俞永勤等.频率法在高温超导体中的应用.低温与超导，1989，17（4）：39——42。

高温超导材料的临界电流研究

高温超导材料的临界电流研究咱先来说说啥是高温超导材料哈。

这玩意儿可神奇了，在特定的条件下，电阻能几乎降为零！这就意味着电流在里面传输的时候，几乎不会有能量损耗。

就像我之前去一个科研实验室参观，那里面的研究人员都在埋头苦干，研究各种材料。

我看到有个小组专门在弄高温超导材料的临界电流。

当时我就好奇呀，凑过去看了看。

只见他们面前的仪器上各种数据在跳动，屏幕上的曲线起起伏伏。

那什么是高温超导材料的临界电流呢？简单来说，就是在一定的温度和磁场条件下，能让这种超导材料保持零电阻状态的最大电流值。

超过这个值，超导性可能就会消失，电阻就又冒出来啦。

为啥要研究这个临界电流呢？这可太重要啦！你想啊，如果我们能搞清楚这个临界电流的规律，就能更好地利用高温超导材料呀。

比如说，在电力传输中，如果能让电流一直保持在临界电流以下，那就能大大减少电能在传输过程中的损耗，省好多电呢！研究这个临界电流可不是件容易的事儿。

研究人员得考虑好多因素，温度就是一个关键的。

温度稍微高一点或者低一点，那临界电流可能就变了。

还有磁场，不同强度和方向的磁场，也会对临界电流产生影响。

就拿我看到的那个实验室来说，他们为了精确控制温度，用了超级精密的制冷设备，那家伙，看起来就特别高大上。

而且测量电流的仪器也是非常灵敏，一点点变化都能测出来。

为了搞清楚临界电流和温度的关系，他们得一次次地改变温度，然后测量对应的临界电流值。

这过程可繁琐了，但是他们都特别认真，一点都不马虎。

还有磁场的影响也不好研究。

得弄出各种强度和方向的磁场，然后再去测临界电流。

这就需要很复杂的磁场产生装置，还得保证测量的准确性。

在实际应用中，比如说磁悬浮列车，要是能准确掌握高温超导材料的临界电流，就能让列车跑得更稳更快，还更节能。

总之，高温超导材料的临界电流研究是个很有意义也很有挑战的事儿。

科研人员们在这条道路上不断探索，希望能为我们的生活带来更多的便利和惊喜。

说不定未来的某一天，因为这个研究的突破，我们的生活将会发生翻天覆地的变化呢！。

超导体的最高临界温度

超导体的最高临界温度超导材料是一种特殊的材料，当它们被冷却到非常低的温度时，电流可以在其内部流动而无能量耗散。

这种现象被称为“超导”。

但是，随着时间的推移，人们发现了一些特殊的超导材料，它们的临界温度甚至可以超过常温，这就是“高温超导”。

在1960年代，最早实现超导状态的材料需要被冷却到接近绝对零度（-273℃），才能实现超导。

这意味着超导物质是非常难以使用的，因为它们需要被深度冷却才能实现超导状态。

此外，超导物质的制造和操作成本很高。

后来，研究人员发现了钨化铅（PbMo6S8）和钼磷酸铵（NH4Mo6S8）等铜氧化物高温超导体材料。

这些材料最初被发现时，其临界温度比低温超导体物质高得多。

但是，这些材料的临界温度仍然太低，例如PbMo6S8的临界温度只有17K（-256℃），NH4Mo6S8的临界温度为18K（-255℃）。

因此，这些材料虽然被称为高温超导体，但实际上仍然需要极低的温度才能实现超导。

直到1986年，巨大的突破才实现了更高的临界温度。

当时，在美国IBM研究实验室，研究人员发现了一种铜氧化物高温超导体材料YBa2Cu3O7-x（YBCO），其临界温度超过了常温，达到了90K（-183℃）。

这个发现是一个重大的突破，因为它意味着我们可以使用冷却技术来实现高温超导，而不是需要降到极低的温度才能实现。

自那以后，研究人员发现了许多其他的铜氧化物高温超导体材料，临界温度达到甚至超过140K（-133℃）。

这意味着，铜氧化物高温超导体材料的临界温度已经相当接近室温了。

此外，还有一些铁基超导材料也被发现，它们也具有高的临界温度。

其中，Ba1-xKxFe2As2是一种铁基超导体材料，其临界温度达到了38K（-235℃），这比早期的低温超导体材料高得多。

总之，通过不断的努力和创新，人们已经成功地发现了许多高温超导体材料，并将它们应用于各种不同的领域。

未来，我们相信，将会发现更多的高温超导体材料，它们的临界温度将会越来越接近室温，从而推动超导技术的应用范围不断拓展。

实验报告_高温超导材料临界转变温度的测定

实验报告_高温超导材料临界转变温度的测定摘要
本实验旨在测量高温超导材料的临界转变温度，该材料属于第二类，采用微重量的上升温度法。

通过对磁性特征的测量，发现材料的临界温度为145K。

同时，实验表明，随着温度的升高，磁滞现象会逐渐消失，从而使材料达到超导态。

关键词：高温超导材料；临界转变温度；上升法；磁滞
1前言
高温超导材料的发现无疑是近代物理学史上一个重大突破。

它具有高抗拉强度、绝热性能高等特点，可能在大范围内应用。

因此，测量高温超导材料的临界转变温度十分重要。

2实验设备
实验设备包括：
（1）微重量上升温度仪
该仪器使用MTS装置，采用超密封技术，具有结构紧凑、操作简便、实时监控能力强等优点，用于测量微重量的上升温度。

（2）温度控制装置
该设备具有高精度、回差窄、可靠性高等优点，用于控制实验室的温度，以确保实验结果的准确性。

（3）样品温度传感器
使用温度传感器可以准确测量样品的温度变化，以确保实验结果的准确性。

（4）超导材料
采用超导材料，使该材料的磁性特征发生变化，从而测量出临界转变温度。

（5）磁性测量仪
通过磁性测量仪可以检测材料的磁性特征。

高温超导实验报告

高温超导学号：姓名:实验口期：指导教师：【摘要】本实验主要研究了高温超导体的零电阻现彖及边斯纳效应。

测最了高温超导体的超导转变曲线，得到其起始转变温度“get为99.82K,临界温度花为92.99K,零电阻温度“0为91.76K,转变宽度A%为3.78K。

对比了钳金属电阻与硅二极管电阻与温度的关系并测最了温差电偶电动势与温度的关系。

通过研究超导体在场冷和零场冷的情况卜的磁悬浮力情况，对第II类超导体特性进行进一步分析和理解。

关键词：高温超导体零点阻现象边斯纳效应磁通俘获磁悬浮一、引言：1911年荷兰物理学家卡墨林•翁纳斯发现了低温超导体，自此以后科学家对超导电性理论和超导技术以及超导材料进行了人量的研究。

超导科技发展人体分为三个阶段。

第一阶段（1911年一一1957年）是人类对超导电性的基本探索和认识阶段，BSC 超导微观理论问世。

第二阶段（1958年一一1985年）属于开展超导技术应用的准备阶段。

第三阶段（1986年一）是超导技术开发阶段，自1986年发现超导转变温度高于30K的超导材料后开始。

1986年6月，贝德诺和缪勒发现金属氧化物Ba-La-Cu-0材料具仃超导电性，其超导转变温度为35K,在13K达到零电阻。

随后世界各地的科学家们相继取得了突破性的进展。

超导研究领域的系列最新进展，为超导技术在各方面的应用开辟了十分广阔的前景。

超导电性的应用十分广泛。

本实验通过对氧化物高温超导材料特性的测量和演示，加深理解超导体的两个基本特性；了解超导磁悬浮的原理；了解金属和半导体的电阻随温度的变化以及温差电效应；掌握低温物理实验的基本方法：低温的获得控制和测量。

二、实验原理：同时具有完全导电性和完全抗磁性的物质称为超导体，完全导电性和完全抗磁性是超导电性的两个最基本性质。

1. 零电阻现象：把某种金属或合金冷却到某一特定温度％以卜，其直流电阻突然降到零的现象。

其中，化叫做超导体的临界温度，是由物质本身的内部性质确定的、局域的内秉参量。

实验报告_高温超导材料临界转变温度的测定

实验报告_高温超导材料临界转变温度的测定实验报告摘要：本实验旨在测定高温超导材料的临界转变温度，并通过实验数据验证超导材料的超导性质。

通过使用电阻测量法和温度控制仪器，我们成功测定了超导材料的临界转变温度，并观察到了超导材料的零电阻特性。

实验结果表明，我们所使用的高温超导材料在临界转变温度以下表现出了良好的超导性能。

引言：超导材料是一种在低温下具有零电阻和完全磁场排斥的性质的材料。

高温超导材料是相对于低温超导材料而言，其临界转变温度较高，可以在较高温度下展现出超导性能。

测定高温超导材料的临界转变温度对于研究和应用该材料具有重要意义。

实验设备和材料：1.高温超导材料样品2.电阻测量仪3.温度控制仪器4.电源5.电阻计6.连接线7.温度计实验步骤：1.将高温超导材料样品连接到电阻测量仪上。

2.设置温度控制仪器的温度范围，并将样品放入温度控制仪器中。

3.打开电源，开启电阻测量仪和温度控制仪器。

4.设置电阻测量仪的测量范围，并记录下初始温度和电阻值。

5.通过温度控制仪器逐渐升高温度，每隔一段时间记录一次温度和电阻值。

6.当电阻值降至接近零时，停止升温，并记录下此时的温度作为临界转变温度。

实验结果：通过实验测量，我们得到了高温超导材料的临界转变温度为XXX摄氏度。

在该温度以下，材料的电阻值逐渐降低，直至接近零。

这表明高温超导材料在临界转变温度以下具有零电阻特性。

讨论：本实验通过电阻测量法测定了高温超导材料的临界转变温度，并观察到了超导材料的零电阻特性。

实验结果与理论预期相符，验证了高温超导材料的超导性质。

结论：本实验成功测定了高温超导材料的临界转变温度，并观察到了超导材料的零电阻特性。

实验结果表明，所使用的高温超导材料在临界转变温度以下表现出了良好的超导性能。

这对于研究和应用高温超导材料具有重要意义。

[1]XXX,XXXX.高温超导材料的临界转变温度测定方法[J].物理实验，XXXX，XX(XX):XX-XX.[2]XXX,XXXX.高温超导材料的特性与应用研究[J].物理学报，XXXX，XX(XX):XX-XX.。

高温超导线材临界转变温度的测定

高温超导线材临界转变温度的测定摘要:本文介绍采用实用高温超导线材为样品的高温超导实验，该实验采用四点法和互感法两种方法同时测量样品临界温度，既有超导体零电阻特性又可得到超导体完全抗磁性的实验结果。

样品架上放置的测温铂电阻和P-N 结电阻，可使学生同时了解导体、半导体、超导体的电阻与温度特性。

实验对学生了解低温物理实验的技术特点、·培养学生严谨的科学作风十分有益。

一· 引言1911年荷兰物理学家卡默林·翁纳斯首次发现了超导电性。

这以后、科学家们在超导物理及材料探索两方面进行了大量的工作。

二十世纪五十年代BCS 超导微观理论的提出，解抉了超导微观机理的问题。

二十世纪六十年代初，强磁场超导材料的研制成功和约瑟夫森效应的发现，便超导电技术在强场、超导电子学以及某些物理量的精密测量等实际应用中得到迅速发展。

1986年瑞士物理学家缪勒(Karl Alex Muller 等人首先发现La-Ba-Cu-O 系氧化物材料中存在着高温超导电性，世界各国科学家在几个月的时间内相继取得重大突破，研制出临界温度高于90K 的Y-Ba-Cu-O(也称YBCO)系、临界温度高于IIOK 的Bi-Sr-Ca-Cu (也称B 系)氧化物超导体。

1988年研制出的Tl 系氧化物超导体，超导完全转变温度达125K 。

超导研究领域的一系列最新进展，特别是大面积高温超导薄膜和临界电流密度高于25/10cm A 的Bi 系超导线材的成功制备,为超导技术在各方面的应用开辟了十分厂阔的前景。

测量超导体的基本性能是超导研究工作的重要环节，临界转变温度c T 的高低则是超导材抖性能良好与否的重要判据，因此c T 的测量是超导研究工作者的必备手段。

二、实验目的I ·通过对高温氧化物超导材Bi 一2223/Ag 超导线材的临界温度c T 两种方法的测定，加深理解超导体的两个基本特性;2·了解低温技术在实验中的应用;3·了解几种低温温度计的性能及Si 二极管温度计的校正方法;4· 了解一种确定液氮液面位置的方法。

高中物理实验测量超导材料的临界温度与临界电流的实验方法

高中物理实验测量超导材料的临界温度与临界电流的实验方法在研究超导材料的特性及其应用领域时，测量临界温度和临界电流是非常重要的实验方法之一。

本文将介绍一种高中物理实验中测量超导材料临界温度与临界电流的实验方法，以帮助学生更好地理解和掌握超导材料的基本特性。

实验器材准备：1. 超导材料样品2. 温度计或温度传感器3. 高精度电流表4. 直流电源5. 低温容器（如液氮容器）实验步骤：1. 样品制备：首先，准备一个适当大小的超导材料样品，可以是超导薄膜、超导线或其他形式的超导材料。

确保样品的表面干净光滑，避免污染对测量结果的干扰。

2. 临界温度测量：a. 将样品置于低温容器中：使用液氮或其他低温介质，将样品置于低温容器中，确保样品能够达到超导状态所需的低温环境。

等待样品温度稳定。

b. 连接温度计：将温度计或温度传感器与样品接触，并固定在样品表面。

确保温度计能够准确测量样品的温度。

c. 监测温度变化：打开温度计，并记录样品随时间的温度变化。

当温度开始急剧下降并稳定在一个值时，这个值即为临界温度。

d. 记录结果：将温度计示数或温度传感器输出的数据记录下来，得到临界温度值。

3. 临界电流测量：a. 准备电路：将样品与直流电源和电流表相连，组成一个完整的电路。

确保电路连接正确，且所有连接处接触良好，防止电流测量误差。

b. 施加电流：逐渐增加直流电源的电流输出，同时通过电流表监测样品中流过的电流。

在电流逐渐增加的过程中，观察样品的电阻变化。

c. 测量临界电流：当样品的电阻急剧下降至几乎为零时，此时的电流即为临界电流。

记录电流表示数或输出的电流值。

实验注意事项：1. 安全：在进行低温实验时，必须严格遵守安全操作规程，注意防护措施，避免因液氮或其他低温介质造成的物理伤害或冷烫伤。

2. 精确度：选择高精度的温度计和电流表，以确保实验结果的准确性和可靠性。

3. 数据记录：实验过程中务必详细记录温度计示数和电流表示数，以备后续数据分析和实验结果总结。

实验报告模板

高温超导材料临界转变温度的测定一、实验目的1.通过对氧化物超导材料的临界温度TC 两种方法的测定, 加深理解超导体的两个基本特性2.了解低温技术在实验中的应用3.了解几种低温温度计的性能及Si 二极管温度计的校正方法4.了解一种确定液氮液面位置的方法二、实验原理1.超导现象及临界参数 1)零电阻现象电阻率与温度的关系: 。

式中, 是时的电阻率, 称剩余电阻率。

即使温度趋于绝对零度时, 也总是存在。

超导材料包括金属元素、合金和化合物等。

发生超导转变的温度称为临界温度。

用电阻法测定领结温度时, 把降温过程中电阻率-温度曲线开始从直线偏离处的温度称起始转变温度, 电阻率从10%到90%对应的温度间隔定义为转变宽度, 的大小一般反映了材料品质的好坏, 均匀单相的样品较窄。

临界温度C T 定义为02ρρ=时对应的温度。

2)完全抗磁性当把超导体置于外加磁场中时, 磁通不能穿透超导体, 超导体内的磁感应强度始终保持为0, 超导体的这个特性称为迈斯纳效应。

表示为M=(B/4(。

利用迈斯纳效应, 测量电感线圈中的一个样品在降温时内部磁通被排出的情况, 也可确定样品的超导临界温度, 称电感法。

用电阻法测TC 较简单, 只能测出其中能形成超导通路的临界温度最高的一个超导相的TC 。

用电感法测TC 则可以把不同的超导相同时测出。

3)临界磁场致使超导体有超导态变为正常态的磁场称为超导体的临界磁场, 通常把相应的磁场叫做临界磁场。

第Ⅰ类超导体, 也称软导体。

其与的关系: ；式中, 是时的临界磁场。

当时, 的典型数值为100Gs 。

第Ⅱ类超导体, 也称硬导体。

它存在两个临界磁场和, 的状态为混合类, 磁场进入超导体, 但仍具有零电阻的特性。

高温超导体, 其与的关系不满足。

4)临界电流密度当电流达到某一临界值IC后, 超导体将恢复到正常态。

大多数金属为突变, 超导合金、化合物及高温超导体为渐变。

2.温度的测量1)铂电阻温度计2)温差电偶温度计3)半导体Si二极管温度计3.温度的控制1)恒温器控温法: 定点测量法, 均匀, 精度高2)温度梯度法：连续测量法, 简单易行4.液体位置的确定采用温差电偶的测温差原理来判断液面位置。

实验报告_高温超导材料临界转变温度的测定

3）临界磁场
图4第I类超导体临界磁场
随温度的变化关系
把磁场加到超导体上之后，一定数量的磁场能量用来建立屏蔽电流以抵消超导体的内部磁场。当磁场达到某一定值时，它在能量上更有利于使样品返回正常态，允许磁场穿透，即破坏了超导电性。致使超导体由超导态转变为正常态的磁场称为超导体的临界磁场，记为HC。如果超导体内存在杂质和应力等，则在超导体不同处有不同的HC，因此转变将在一个很宽的磁场范围内完成，和定义TC样，通常我们把H=H0/2相应的磁场叫临界磁场。
9.51
-130
143.16
0.462
43.87
0.911
9.91
-140
133.16
0.454
43.04
0.915
10.02
-142
131.16
0.446
42.21
0.919
10.12
-144
129.16
0.438
41.38
0.923
10.22
-146
127.16
0.431
40.55
0.926
10.34
0.692
68.33
0.8
7.89
-80
193.16
0.655
64.3
0.817
8.16
-90
183.16
0.619
60.25
0.834
8.48
-100
173.16
0.58
56.19
0.853
8.84
-110
163.16
0.541
52.11
0.873
9.22
-120
153.16
0.499