铂电阻温度计

目录
• 超导体的基本性质 • 实验样品和烧制过程 • 四引线法测YBCO转变温度 • 拓展一：BSCCO的转变温度 • 拓展二：电感法测转变温度 • 实验小结
电感法基本原理
• 文献中的电感法
主要实验装置及样品选择
• 信号发生器（为初级线圈提供电流） • 示波器（测量初级、次级线圈电压）
• Q：用Bi2223/Ag带材测量时，次级信号无变 化？
• A：带材内部的银成分使得磁感线依旧能通过， 从而使得带材内部无法把磁感线排出
• 改用YBCO样品，成功观察到次级信号的下降
实验中次级感应信号明显下降， 不过并不下降到零
示波器图像、信号频率的影响
控制温度比较均匀变化，得到的 一组实验结果
计算得到 Tc=88.2K， 与理论值90K 比较接近， 证明这种方 法是可行的
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• 超导体的基本性质 • 实验样品和烧制过程 • 四引线法测YBCO转变温度 • 拓展一：BSCCO的转变温度 • 拓展二：电感法测转变温度 • 实验小结
超导体基本性质
• 零电阻效应（实验中 利用这一效应测量超 导体转变温度 Tc）
• 迈斯纳效应（完全抗 磁性）
• 临界电流密度Jc和临 界磁场Hc
• 其他想测量的量：临界电流密度、临界 电流密度……
鸣谢
感谢姚红英老师和汪仁甫老师一 直以来耐心细致的指导！
谢谢大家！ 请提问！
组装的实验仪器
• 不足之处：电阻箱发 热严重，电流存在一 定漂移
• 改进：额定功率更大 的电阻，更大的电压 源和负载电阻
Bi-2223Tc理论值为110K
整个过程中电流增大了约2%， 不过对结果影响应该不大
得到温度上升 曲线：
Tc=104.0K
ΔTc=4.5K 温度下降曲线：
Tc=105.0K
ΔTc=5.7K
实验样品的烧制
• 样品配料与研磨（ Y2O3 : BaCO3 : CuO 1: 2 : 3 ) 预焙烧 压片 焙烧
• 样品容易出现的缺陷：表面的绿色颗粒 • 烧制样品的关键：炉温、时间和氧气流量 • 实验拓展：用XRD检测样品的化学成分，以
此判断化学反应过程
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• 超导体的基本性质 • 实验样品和烧制过程 • 四引线法测YBCO转变温度 • 拓展一：BSCCO的转变温度 • 拓展二：电感法测转变温度 • 实验小结
四引线法测YBCO转变温度
铂电阻温度计， 通以IT =1mA的
电流பைடு நூலகம்
测量样品 电压Vs
样品电流 Is=5mA
实验结果（Tc理论值为90K）
R0 90%R0
ΔTc
Tc
10%R0
得到温度上升 曲线：
Tc=95.8K
ΔTc=2.9K 温度下降曲线：
Tc=89.4K
ΔTc=4.4K
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• 超导体的基本性质 • 实验样品和烧制过程 • 四引线法测YBCO转变温度 • 拓展一：BSCCO的转变温度 • 拓展二：电感法测转变温度 • 实验小结
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• 超导体的基本性质 • 实验样品和烧制过程 • 四引线法测YBCO转变温度 • 拓展一：BSCCO的转变温度 • 拓展二：电感法测转变温度 • 实验小结
氧化物超导体：YBCO和BSCCO
• 自己烧制的实验样品：
YBa2Cu3O7
• 清华大学出产的 （Bi-
B22i22S3r/2ACga带2C材u3）O
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• 超导体的基本性质 • 实验样品和烧制过程 • 四引线法测YBCO转变温度 • 拓展一：BSCCO的转变温度 • 拓展二：电感法测转变温度 • 实验小结
实验小结
• 前两个礼拜中完成了规定的实验内容： 用四引线法测出YBCO的Tc，自己亲自少 烧制一下样品。
• 后两个礼拜尝试自己设计实验装置，用 四引线法测量BSCCO超导带材的Tc，电 感法测量YBCO的Tc。
拓展一：四引线法测 量BSCCO的转变温度
Q：实验过程中样品电压Vs几乎无变化？ A：样品本身电阻过小（~10^-4Ω），仪器无法显
示 Q：如何改进？ A：重新设计组装实验装置：用更大的恒流源，
以及精度更高的电压表 Q：实验室中没有很好的恒流源？ A：由于样品电阻很小，可用一个直流电压串联
一个电阻构成电流源