第一章 低温下材料的物理性质与测试技术
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。
低温物理学中的低温测量和低温超导
低温物理学中的低温测量和低温超导低温物理学是研究在极低温条件下物质的性质和行为的科学领域。
在低温下，物质的性质会发生很大的变化，其中特别引人注目的是低温超导现象。
低温超导是一种在极低温下，电流可以无阻抗地流过某些材料的现象，这对于电力输送和储存具有巨大的应用潜力。
然而，要实现低温超导，准确测量低温是至关重要的。
低温测量是低温物理学中的核心技术之一。
测量低温需要使用精确可靠的仪器，并且对测量误差的控制至关重要。
在低温条件下，许多物质会变得非常脆弱，容易破碎或崩溃。
因此，在设计低温测量装置时，必须考虑材料的机械强度和稳定性，以免影响测量结果。
为了测量低温，科学家们发明了各种各样的仪器和技术。
其中一种常用的低温测量技术是热电偶。
热电偶是一种利用材料热电效应，将温度转化为电压的装置。
热电偶的原理是两种不同金属的接触处会产生热电效应，当两个接点处于不同温度时，电势差会产生。
通过测量这个电势差，可以确定材料的温度。
然而，由于热电偶本身的热负荷和导电特性，需要进行精确的校准和补偿，以得到准确的温度测量结果。
另一种常用的低温测量技术是热电阻。
热电阻是一种利用材料电阻随温度变化的特性进行温度测量的装置。
热电阻的原理是随着温度的升高，导体的电阻会发生变化。
通过测量热电阻的阻值，可以确定材料的温度。
热电阻是低温测量中最常用的方法之一，它具有灵敏度高、响应速度快等优点。
然而，热电阻的测量结果仍然会受到电路和线路的影响，需要通过精确的校准和补偿进行修正。
除了热电偶和热电阻，低温物理学中还有其他一些测量技术。
例如，阻尼磁强计是一种测量低温条件下材料磁性的仪器。
阻尼磁强计的原理是根据材料在外磁场中的受阻程度来测量磁感应强度。
通过测量阻尼磁强计的信号，可以确定材料的磁性。
此外，光学测量技术也被广泛应用于低温物理学中。
光学测量技术可以通过观察物质在不同温度下的光学性质变化，来推测材料的物理性质。
通过测量低温条件下的光学响应，可以了解材料的电导率、电磁波吸收等性质。
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。
低温下冰试样的制作及物理和力学性质试验
低温下冰试样的制作及物理和力学性质试验一．知识要点在本节实验课的理论讲解部分，老师主要为我们介绍了冰的分布，冰的晶体种类，冰的物理和力学性质，冰的应用，冰的危害，为我们较为详细的介绍了海冰。
1. 冰的分布地球上的冰主要分布在地球两极，高寒地区，海洋中，以冰川等形式存在。
2. 冰的晶体种类冰的晶体主要有颗粒状晶体和柱状晶体。
3. 冰的物理和力学性质我们了解了水结冰的反常膨胀现象，老师还为我们简单介绍了冰的压缩强度，弯曲强度，弹性模量，C轴4. 海冰的危害（1）对船体的挤压，撞击，冻伤给航行安全造成了威胁（2）对海洋平台等海洋结构物的挤压，撞击，摩擦造成结构物的损伤，冰温变化产生的膨胀力也对海洋结构物的安全造成了威胁。
（3）增加了海上溢油的危险，阻碍污染物的清理。
（4）制约海上石油开发事业的发展。
在实验演示部分，我们进入了低温冷库在费氏台上观察了冰的晶体，还简单了解了费氏台的工作原理。
亲自动手做了冰的压缩强度测试实验，简单了解了冰压力试验机的组成，制作时需要在材料选择方面考虑的问题。
二．实验小结实验项目：冰的单轴压缩强度试验实验组别：3实验目的：冰压力试验设备的操作方法，进行冰的单轴压缩强度试验，通过观察实验曲线和冰试样，简单了解冰试样在压缩过程中的变化情况，体验科学研究的过程。
仪器设备：冰压力实验机实验样品：标准冰试样实验原理：单轴抗压强度：冰试样在单轴受压至破坏时，单位面积所承受的最大压力。
一般简称抗压强度。
采用压力机上直接破坏标准冰试样测得。
操作步骤：（1）测量冰式样的尺寸。
（2）安装试样（安放在中心轴线处），在计算机中输入标准冰试样的长，宽，高，压缩速度并加荷。
（3）观察计算机中生成的曲线，观察冰式样的形变情况。
实验现象：通过计算机生成了冰试样应力变化图形。
冰试样发生了破坏。
如图（实际拍摄）三．我的问题1. 海冰与淡水冰在物理性质上有什么差异？2. 在冰的单轴抗压强度试验中，冰的破坏形式有几种？不同破坏形式产生的条件是什么？不同破坏形式冰试样的破坏现象有哪些特点？3. 冰的最大压缩强度与什么因素有关?4.冰的晶体主要有颗粒状晶体和柱状晶体，是否可以通过冰试样的宏观表现判别冰试样的晶体结构呢？5.费氏台的工作原理是什么？6.老师介绍了海冰的许多危害，和如何防冰。
低温物理实验技术及其应用
低温物理实验技术及其应用低温物理实验技术是物理研究的重要分支，它涉及到在非常低的温度条件下进行的实验和测量。
随着科学技术的不断发展和进步，越来越多的低温物理实验技术被引入到实际应用中，为人类社会的发展做出了重要的贡献。
一、低温物理实验技术的基本原理低温物理实验技术是利用低温条件下的物理特性进行实验和研究的一种技术。
在低温的环境下，物质的性质往往会出现很大的变化。
例如，在极低温度下，超导体表现出无电阻的特性，而含有气体或者液体的体积也会因为温度的变化而产生不同的变化。
因此，在低温条件下进行实验和测量可以帮助科学家深入地了解物质的本质和特性，并且为开发新的物质和设备铺平道路。
二、低温物理实验技术的主要方法1、制冷低温物理实验技术的首要任务是制冷。
制冷器是低温物理实验技术中最为基本的工具。
常见的制冷器有液氮制冷器和制冷机等。
液氮制冷器是利用液氮的蒸发实现低温，而制冷机则是利用机械的方式来降低温度。
根据不同的实验要求和条件，科研人员可以选择不同种类的制冷器来满足实验需要。
2、测量实验低温物理实验技术中的测量方法也有很多种，例如温度测量，压力测量，电阻测量等。
这些测量方法都是根据物质的不同特性而产生的。
实验者需要熟悉这些测量方法的原理和操作方法，以便在实验中得到准确的数据。
3、低温磁学低温物理实验技术中的低温磁学研究是重要的研究方向，尤其是超导、磁性材料等领域。
在极低的温度下，这些材料会展现出特殊的物理性质。
例如，超导材料可以以无电阻的方式传递电流，而磁性材料则会产生磁性的相变和反弹现象。
通过对这些现象的研究，科学家可以更加深入地了解这些材料的特性，进而为新型材料的研发开拓出更加广阔的研究领域。
三、低温物理实验技术的应用低温物理实验技术的应用领域非常广泛，例如：1、超导超导技术是目前应用最为广泛的低温物理实验技术之一。
超导技术的应用领域非常广泛，包括磁 levitation、 MRI、电力输电等。
在超导领域的应用已经得到很多证实，同时也仍然有很多待解决的技术问题，因此，超导技术的研究和应用前景依然广阔。
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
低温物理学研究及应用
低温物理学研究及应用低温物理学是一门研究物质在极低温度下的物理性质，包括0度以下的物理现象和量测技术。
以液氦为代表的极低温下，物质的性质会发生翻天覆地的变化，这种变化能够引导科学家们去探索原子和分子之间的互动，了解物质的本质。
低温物理学的研究，对电子、磁性体、超导体、半导体、生物等领域都具有重要的意义。
本文将从低温物理学的原理、应用及发展现状进行探讨。
一、低温物理学的原理1.极低温下的物质性质在极低温下，物质会表现出很多惊人的性质，比如：超导、超流、低温等离子体等。
超导是指在某种条件下，电流在材料内传输的时候，不遇到任何电阻。
而且当温度超过一个特定值时，物质就会从超导状态返回到传统状态。
超流是指将液体制成极低温下的状态，液体将会因摩擦、粘滞和粘附等阻碍因素的减弱，流动变得异常顺畅。
低温等离子体是在极低温下，原子和分子失去部分电子而形成气体电离态，它不像传统等离子体温度极高，制备难度相对较小。
2.制冷技术低温物理学的研究需要极低的温度，液氦是最常用的制冷机制，可以将温度降到几个毫开尔文以下。
液氮是另一种可以制冷的液体，溶解氢气或氦气的液氮更有效制冷。
其次，制冷剂也是制备低温状态的关键。
液氦和液氮作为制冷剂，能够将温度降到很低的极限。
然而液氦费用高昂，成本巨大，不是所有人都能够负担这样的成本。
二、低温物理的应用1.超导技术超导材料是一种能够在很特定的温度、压力和强度条件下表现出“零电阻”的特殊材料，这可以有效地应用于磁力测量领域。
超导体将具有许多实际应用:超导电机，用于国防和化工，超导磁体和乳制液体制冷设备等。
另外，超导还可以用于研制高精密仪器,如磁共振成像仪、极低温度量测设备、生物物理学、核物理学等研究。
2.量子计算机低温量子计算机是一种可以快速解决所有问题的超级计算机，与传统计算机不同，利用量子比特（量子位）而不是二进制位数运行。
低温量子计算机的应用能够解决大量的 NP-hard 问题，能够解决传统计算机无法解决的大型问题。
《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。
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。
物理实验技术中的低温物理实验设计与实施方法
物理实验技术中的低温物理实验设计与实施方法低温物理实验是研究物质在极低温下的物理性质和行为的重要手段。
通过将物质冷却到接近绝对零度的温度，研究者可以观察到一些在常温下无法观察到的奇特现象。
低温物理实验的设计和实施方法对于解决一些基本科学问题以及发展未来的先进技术具有重大意义。
本文将探讨低温物理实验的设计与实施方法。
首先，低温物理实验中最常用的冷却方法是液氮冷却。
液氮是一种常见的低温冷却剂，其温度约为-196℃，可以实现很多低温实验所需的温度范围。
实验者需要设计一个合适的装置来将样品或设备置于液氮中进行冷却。
通常使用的装置有液氮浸没式冷却装置和液氮传导式冷却装置。
液氮浸没式冷却装置是将实验样品直接浸没在液氮中进行冷却，适用于需要保持样品冷却状态的实验。
液氮传导式冷却装置是通过传导方式将液氮的低温传递给需要冷却的样品或设备，适用于需要较长时间冷却的实验。
其次，低温物理实验设计需要考虑对样品或设备的保护。
液氮虽然是常用的冷却剂，但在使用过程中需要注意安全性。
液氮的温度极低，有可能导致物质的破裂或其他损坏。
因此，实验者需要设计合适的保护措施，如使用绝缘材料包裹样品或设备，以减少液氮对物质的损害。
同时，还需要注意液氮的使用方式和存储方式，避免意外发生。
另外，低温物理实验需要将样品或设备与外部环境进行隔离。
低温实验条件下，温度的变化会对实验结果产生重要影响。
为了排除外部环境的干扰，实验者需要设计一个封闭系统，使得实验样品与外界环境隔离。
通常使用的封闭系统有低温真空容器和热绝缘材料。
低温真空容器可以在实验过程中提供低温和真空环境，以保证实验条件的稳定性。
热绝缘材料可以减少热传导，以防止外界热量对实验的影响。
此外，低温物理实验的设计还需要考虑到数据采集和分析。
低温物理实验往往会产生大量的数据，需要进行准确的采集和分析。
实验者需要选择合适的传感器和数据记录设备，以确保数据的准确性和可靠性。
同时，还需要使用合适的数据分析方法，如数值模拟和统计分析等，以从众多数据中提取有用的信息。
材料的低温物性与测试技术简介及要求
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1.试验装置及基础测量线路（采取四引线方法）:卷烟纸真空室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。
试验装置及基础测量线路图将恒温室密封, 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。
对金属材料的低温性能的分析
对金属材料的低温性能的分析【摘要】金属材料在低温条件下的性能一直是材料科学领域的重要研究方向。
本文通过对金属材料在低温下的物理性质、力学性能、断裂和蠕变特性进行深入分析，探讨了金属材料低温性能的变化规律以及测试方法和改进措施。
总结了对金属材料的低温性能进行分析的重要意义和未来发展前景，并探讨了低温环境下金属材料应用所面临的挑战和机遇。
通过本文的研究和讨论，有望为金属材料在低温领域的研究提供新的理论基础和实践指导。
【关键词】低温性能、金属材料、物理性质、力学性能、断裂、蠕变、测试方法、改进措施、发展前景、挑战、机遇1. 引言1.1 介绍低温对金属材料性能的影响低温对金属材料的性能影响很大，主要体现在以下几个方面。
低温会导致金属材料的强度和韧性下降，使得金属材料在低温下更容易发生脆性断裂。
低温还会影响金属材料的塑性变形能力，减小其延展性和冲击韧性。
低温还会影响金属材料的电导率、热导率等物理性质，降低其导电、导热性能。
在极低温下，金属材料还可能发生超导、磁性等特殊性质变化。
低温对金属材料的各项性能影响较大，需要进行深入研究和测试。
为了更好地了解金属材料在低温下的性能，进行低温材料测试显得尤为重要。
通过对金属材料在低温环境下的特性进行分析和研究，可以为金属材料的应用提供更为科学的依据，同时也能够为金属材料在低温领域的应用和改进提供重要参考。
1.2 低温材料测试的重要性低温材料测试的重要性在研究金属材料的低温性能时起着至关重要的作用。
低温环境下金属材料的性能往往会发生显著的变化，包括物理性质、力学性能、断裂特性等。
通过进行低温材料测试，可以准确评估金属材料在低温环境下的实际表现，为相关工程和应用提供可靠的数据支持。
低温材料测试不仅可以帮助我们了解金属材料在极端温度条件下的行为，还可以为金属材料的设计、选材和工程应用提供重要参考依据。
通过对低温材料测试数据的分析和研究，可以帮助我们更好地理解金属材料的特性，从而优化材料的设计和改进。
《低温测量技术》课件
01
恒温器是低温测量技术中的核心设备，用于产生和 维持低温环境。
02
常见的低温恒温器有液氮、液氦和稀释制冷机等。
03
恒温器的性能直接影响低温测量结果的准确性和稳 定性。
低温测量仪器的种类与特点
01
低温温度计
用于测量低温环境下物体温度的 温度计，有电阻温度计、热电偶 温度计等。
低温压力计
02
03
低温热导率计
VS
详细描述
低温测量技术在化学研究中具有广泛的应 用价值。通过在低温下测量化学反应的动 力学参数和机理，可以深入了解反应的本 质和规律，为新材料的合成和性质研究提 供重要的实验依据。此外，低温测量技术 还可以用于研究气体分子的吸附和扩散行 为，以及低温物态下的光谱和电学性质等 。
低温测量技术在生物学研究中的应用
低温测量技术面临的挑战与机遇
低温测量技术面临的挑战主要包括温 度范围、测量精度和稳定性等方面的 问题，需要不断探索新的技术手段和 解决方案。
随着科技的不断进步，低温测量技术 在科学研究、能源、环保等领域的应 用越来越广泛，为低温测量技术的发 展提供了广阔的市场空间和机遇。
低温测量技术的未来展望
未来低温测量技术将更加注重智能化、自动化和微型化的发展， 提高测温精度和稳定性，降低能耗和成本。
算等高新技术领域也具有重要应用价值。
02
低温测量技术的基本原理
低温测量技术的物理基础
低温测量技术的物理基础主要包括热力学、统计物理 和量子力学等。这些理论为低温测量技术的发展提供
了重要的理论支持。
量子力学和统计物理在低温测量技术中的应用，使得 我们可以更好地理解物质的微观结构和宏观性质，从
而更好地设计和优化低温测量系统。
低温物理实验技术实验报告
实验日期：2023年11月15日实验名称：低温物理实验技术初步研究一、实验目的1. 理解低温环境下物质物理性质的变化规律。
2. 掌握低温实验的基本操作和测量方法。
3. 通过实验，验证低温物理理论，并加深对低温物理现象的认识。
二、实验原理低温物理实验技术主要研究在低温环境下物质的物理性质变化。
当物质温度降低到一定程度时，其电子、声子等微观粒子的行为会发生显著变化，从而导致物质的热、电、磁、光等物理性质发生变化。
本实验主要研究低温环境下物质的电阻率、热导率、比热容等物理性质。
三、实验仪器与设备1. 低温实验箱：用于实现低温环境。
2. 电阻率测量仪：用于测量物质的电阻率。
3. 热导率测量仪：用于测量物质的热导率。
4. 比热容测量仪：用于测量物质的比热容。
5. 温度计：用于测量环境温度。
6. 计算机及数据采集软件：用于数据处理和分析。
四、实验内容与步骤1. 低温实验箱准备：将低温实验箱打开，等待其达到预定低温环境。
2. 电阻率测量：将待测物质放入低温实验箱，通过电阻率测量仪测量其电阻率。
3. 热导率测量：将待测物质放入低温实验箱，通过热导率测量仪测量其热导率。
4. 比热容测量：将待测物质放入低温实验箱，通过比热容测量仪测量其比热容。
5. 数据记录与分析：将实验过程中收集到的数据记录在表格中，并进行分析。
五、实验结果与分析1. 电阻率变化：实验结果显示，随着温度的降低，待测物质的电阻率逐渐减小。
这与低温物理理论中的“超导现象”相吻合。
2. 热导率变化：实验结果显示，随着温度的降低，待测物质的热导率逐渐减小。
这与低温物理理论中的“热阻效应”相吻合。
3. 比热容变化：实验结果显示，随着温度的降低，待测物质的比热容逐渐减小。
这与低温物理理论中的“比热容下降效应”相吻合。
六、实验结论通过本次低温物理实验，我们验证了低温物理理论中的“超导现象”、“热阻效应”和“比热容下降效应”，加深了对低温物理现象的认识。
同时，我们掌握了低温实验的基本操作和测量方法，为今后进一步研究低温物理现象奠定了基础。
低温绝缘材料性能测试与研究
低温绝缘材料性能测试与研究低温绝缘材料在现代科技发展中起着至关重要的作用。
它们被广泛应用于超导技术、电子器件、航天航空等领域，用于保护电子元件免受低温环境中的影响。
为了确保低温绝缘材料的可靠性和性能，在设计和制造过程中需要进行详细的性能测试和研究。
低温绝缘材料需要具备一系列优良的性能。
首先，它们必须具备良好的绝缘性能，能够在低温环境下有效阻挡电流的流动，避免电流泄露或短路。
这是保证电子设备工作正常的基础。
其次，低温绝缘材料需要具备优异的耐低温性能，能够在极低的温度下仍然保持良好的绝缘性能。
此外，低温绝缘材料还需要具备耐腐蚀性、物理强度高等特点，以应对不同的工作环境和条件。
为了确保低温绝缘材料具备这些性能，我们需要进行全面而细致的性能测试和研究。
首先，低温绝缘材料的绝缘性能测试是关键的一环。
通过电气性能测试，可以评估材料的绝缘阻抗、介电常数、耐电压等指标。
绝缘阻抗测试可以测量材料在不同温度下的绝缘能力，以确定其可靠性。
介电常数是材料对电场的响应能力的测量，它反映了材料的电绝缘性能。
耐电压测试可以确定材料所能承受的最大电压，以确保其在实际使用中不会发生击穿现象。
此外，还可以进行耐压、耐击穿和耐腐蚀等测试，全面评估低温绝缘材料的绝缘性能。
其次，低温绝缘材料的耐低温性能测试是必不可少的。
低温环境下，材料会发生冷却收缩、热膨胀等物理变化，这可能导致绝缘性能的降低。
因此，通过低温试验，我们可以评估材料在低温条件下的绝缘性能，如绝缘电阻、抗张强度等。
同时，还可以通过低温冲击试验，模拟低温环境下的冲击，评估材料的抗冲击性能。
这些测试可以为设计和制造低温绝缘材料提供可靠的依据。
除了绝缘性能和耐低温性能外，低温绝缘材料还需要具备耐腐蚀性和物理强度等性能。
耐腐蚀性是评估材料在具有腐蚀性环境中的耐受能力。
通过腐蚀试验，可以确定材料的耐腐蚀性能，从而选择最适合的材料。
物理强度是指材料在外力作用下的抗变形和破坏能力。
通过拉伸试验、冲击试验和压缩试验等方法，可以评估材料的物理强度。
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。
低温物理实验研究
低温物理实验研究低温物理实验研究的关键是将物质冷却到极低的温度。
在一些实验中，常见的冷却剂包括液氮（77K）和液氦（4K）。
而在更为极端的条件下，还可以使用比如3He（2.17K）、3He/4He混合物（mK量级）以及超冷铯（nK量级）等冷却剂来实现更低的温度。
这样低的温度能够使物质的性质发生量子级别的变化，从而可以实验地研究物质的量子性质和量子行为。
首先，低温物理实验研究中常用的一种方法是测量物质的热容。
通过测量物质在不同温度下的热容，可以得到物质的能级结构和热力学性质的信息。
例如，铝的热容在低温下呈现出T^3的温度依赖关系，这可以与理论模型进行对比验证。
其次，低温物理实验研究中还可以通过测量电阻和电导来研究物质的电学性质。
在低温下，一些物质会表现出超导电性，即电阻为零。
通过测量样品的电阻和电导，可以研究超导性的起源和机制，以及超导材料的性能和应用。
第三，低温物理实验研究中还可以通过核磁共振（NMR）和电子自旋共振（ESR）等方法来研究物质的磁学性质。
通过测量核或电子的共振频率和弛豫时间，可以获得有关物质中自旋系统的信息，如自旋间相互作用、自旋动力学等。
此外，低温物理实验研究还包括了精确的温度测量、样品制备、实验室设备的设计等工作。
例如，在低温下，常规的温度计已经无法使用，需要使用超导或核磁共振等方法来实现温度的测量。
同时，在低温实验中，样品制备的要求也非常苛刻，需要避免气体和杂质的污染，以保证实验结果的准确性。
总结起来，低温物理实验研究是一项重要的科学研究活动，通过将物质冷却到很低的温度，可以研究物质的量子性质、热力学性质、电学性质和磁学性质等，并且为物质的理论研究和应用提供实验数据和理论支持。
低温物理实验研究的方法多样，包括测量热容、电阻和电导，以及核磁共振和电子自旋共振等方法。
此外，还需要进行精确的温度测量、样品制备和设备设计等工作。
低温物理实验研究的成果对于物理学的发展和应用具有重要意义。
低温物理学的特性与应用
低温物理学的特性与应用低温物理学是物理学中的一个分支，它研究的是物质在非常低的温度下的特性和行为。
在极低的温度下，物质的性质会发生很大的改变，导致一些神奇的现象出现。
通过对低温物理学的研究，人们可以深入了解物质的本质，还可以发掘出很多重要的应用。
1. 零电阻和超导在极低的温度下，一些物质会表现出零电阻的特性，这意味着它们可以实现电流的无阻碍传输。
这是因为低温下电子和晶格之间的相互作用减弱，电子失去了与晶格相互碰撞的机会，因而导致了电阻的减小。
一些物质，例如铜、银、铝等，在接近绝对零度时也会显示出零电阻的特性，但是这个温度非常低（大约需要降到零下273摄氏度以上）。
另一方面，超导体是一种表现出完美零电阻和反磁性的物质。
它们只能在极低的温度下表现出这种特性，而且这个温度通常接近绝对零度。
这是因为超导体中的电子形成了一种特殊的状态，称为库伯对。
这种状态可以导致电子不再散播，从而实现了电阻的完全消失。
超导体的应用非常广泛，例如MRI、磁悬浮列车、高能粒子加速器等都离不开超导体。
2. 量子液体量子液体是一种特殊的物质状态，它暗示了物质中原子和分子的量子力学特性的相互作用。
量子液体通常表现出很多令人惊叹的现象，例如出色的导电性能、远程耦合、非常快的自发旋转等等。
这些现象离不开物质中的自旋、电荷和质量之间的相互作用。
量子液体的性质非常重要，因为它们对研究量子力学和凝聚态物理学都有很大的帮助。
此外，它们还有很多应用，例如量子计算、量子通信等都需要借助量子液体的性质来实现。
3. 化学反应低温物理学还可以用于研究化学反应中的一些神奇现象。
例如，通过降低温度，化学反应可以变得非常缓慢，这样使得研究者有足够的时间来观察反应的过程。
另外一些化学反应可以在非常低的温度下出现，例如超冷核心反应，这在室温下永远不可能发生。
通过低温物理学的研究，人们还可以探索一些反常的化学现象，例如化学反应的非线性、可控性、自组织性等。
这些现象可能会导致新型材料的发现，还可以开发新的化学制品。
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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。
在加强基础同时，选择与当前凝聚态物理研究方向相关的几类代表性系列试样进行实验，使读者熟悉和掌握材料的物理性能参数随温度变化的基本概念和低温下测试技术的基本知识点。
本实验涉及的基础知识面广，实用性强，突出了低温下实验工作的特殊性。
希望读者从这一章中既可以获得一个低温物理实验工作者所必备的专业知识，又可以顺利地完成本实验。
当然，低温物理的研究面广，相应的测试方法也很多，因篇幅有限，有兴趣的读者可以有针对性地查阅相关专著和文献。
1.1 低温基础技术1971年，国际制冷学会对0℃以下温区进行划分，建议温度高于120K为冷冻温区，120K 与0.3K之间的温区为低温温区，低于0.3K为超低温温区。
在低温温区的物理实验中，常用沸点比室温低得多的低温液体作冷源。
将试样或实验装置浸泡在低温液体中，借低温液体的蒸发得以冷却。
除了低温液体作冷源外，近年来，在高温超导和低温物性研究中，小型制冷机越来越多地被使用，特别适合于缺乏低温液体或野外工作的场合。
1.1.1低温液体的性质和使用在低温物理实验中，常用的低温液体和它们的物理性质列于表1.1。
表1.1 常用低温液体和物理性质①atm为标准大气压，属于非法计量单位，1atm=101 325Pa。
因为氮气和氦气为惰性气体，使用安全，所以实验室中最常用的低温液体是液氮和液氦。
液氧和液氢主要用作火箭的液体燃料。
浸泡在低温液体中的实验试样或装置靠低温液体的蒸发而被冷却。
低温液体汽化时要吸收一定的热量，即为汽化潜热。
因此，低温液体的汽化潜热越小，冷却实验装置并使其保持在低温所消耗的低温液体就越多。
如果用低温蒸汽冷却，则是靠低温蒸汽在升温过程中吸收热量，此为显热。
对于等压过程，其值等于升温时气体焓值的增加，所以显热是标志低温冷蒸汽的冷却能力。
一、液氮液氮的正常沸点是77.344K ，能通过工业规模的生产（空气液化分馏）比较经济地获得。
液氮无色无味、不燃不炸，贮藏和使用都很方便、安全，并且有较高的冷却能力，在低温实验中得到广泛的应用。
液氮的沸点和凝固点之间的温差约为15K ，由于比较狭窄，因此当使用机械泵减压时极容易变成固体，其固体是一种无色透明的结晶。
液氮主要用做63K~300K 的冷源。
将试样直接浸泡在低温液体中，试样温度降到77K 。
如果将浸泡有试样的液氮容器封闭起来，用真空泵降低容器内氮蒸汽的压强，液氮温度可降到63K 。
还可以设计制作以液氮作冷源的专门装置（低温恒温器），使试样获得63K~300K 的中间温度。
当试样直接浸泡在盛有低温液体的敞口容器中，平衡时的温度大约是77K 。
如果实验要求较精确的温度值，则平衡后必须考虑到环境大气压强、浸泡深度以及空气中氧的不断凝入等因素造成的修正。
两物体（温度分别为T H 和T L ）之间的辐射传热通量44()H L AF T T Φσ=- （1.1.1）式中，F 为两物体表面之间的净发射率，σ =5.67⨯10-8 W/(m 2·K 4)为斯忒藩-玻耳兹曼常数，A 为表面积。
Φ与44()H L T T -成正比。
当T H >>T L 时，444H L H T T T -≈。
由（1.1.1）式，辐射传 热很强地依赖于热物体的温度T H 。
在低温工作中，常把盛有液氢或液氦的杜瓦放在液氮容器中使这些低温液体的环境温度从室温降到77K ，则仅由辐射漏热造成的低温液体损失量将减少230倍。
液氦的汽化潜热很小（见表1.1），制取困难，价格昂贵。
实验前要先用液氮将装置预冷到77K 附近，以节省液氦。
因为将固体材料从室温冷却到低温液体正常沸点所需的冷量为材料在这两个温度下的焓值差。
例如，1kg 铜在从300K 冷却到4.2K 的过程中，300K 与4.2K 的焓值差为79.6kJ/kg ，而77K 到4.2K 的焓值差为6.02kJ/kg ，两者之比6.02/79.6=7.6%。
这就是说，液氮完成了整个冷却任务的92.4%，所以液氦实验用液氮预冷可大大节省液氦的消耗。
这个结论具有普遍意义，因为一般物质的比热容在77K 时都已减到很小，再继续冷却就比较容易了。
液氮还应用于氦液化器的预冷、纯化器的冷却以及真空技术中的冷阱等。
二、液氦自然界的氦由质量数为4和3的两种稳定同位素组成，可写成4He 和3He 。
大气中相对丰度为1:1.3⨯10-6。
通常所说的氦如不特别注明，均指4He 。
液氦与普通液体有着极不相同的特性，这是由反映微观粒子运动规律的量子效应所引起的。
因此常把液氦称为量子液体。
其量子效应的两个突出表现是零点能效应和λ相变。
由于零点能效应，液氦在常压下降温不固化。
氦的密度低，汽化潜热小，光折射率以及介电常数与气体相近，而氦气的显热却是很大的，因此在液氦实验中不但要用液氮预冷或液氮保护，而且要充分利用冷氦气的显热来冷却试样或者装置，以节省液氦消耗，使低温实验维持较长的时间。
图1.1为4He 的相图。
常压下液氦减压降温不固化，而是在T λ=2.176K 处液氦突然变得平静，不再沸腾。
液氦相（He Ⅰ相）变成了另一个新的液相（He Ⅱ相）。
液氦在T λ处发生的相变称为λ相变，T λ称为λ点，He Ⅱ相为超流相。
40302010T (K)p (⨯105P a )图 1.1 4He 相图必须指出，低温液体的正确使用是使低温实验得以顺利进行的先决条件。
在液氦使用中要特别注意如下几点：（1）液氦的沸点低、汽化潜热小，生产成本高，要用优良的绝热容器保存。
汽化后的氦气一般都回收。
（2）氦原子小，可渗透玻璃。
因此玻璃液氦杜瓦的真空夹层为“活真空”，在液氦实验后要将进入夹层的氦气“冲洗”干净。
（3）HeⅡ的超流性使它可以无阻地通过小达1μm的微孔，引起所谓“超漏”。
所以用于λ点温度以下的实验装置要非常仔细地设计、加工和检漏。
如：尽量避免焊接，采用整体车制等。
（4）HeⅡ液面以上的器壁表面都有一层液氦膜，以一定的速度沿固体表面爬行，引起质量转移。
爬行膜会增大液氦的蒸发率，使λ点以下的减压降温难以进行。
1.1.2 低温液体的贮存和输送1892年，英国科学家詹姆斯·杜瓦（James Dewar）发明了存放低温液体的双层壁真空绝热容器。
至今，几乎所有贮存低温液体容器的设计都还是以杜瓦的发明为基础，因此常称这些容器为杜瓦容器。
按制作材料，杜瓦容器可分为玻璃杜瓦和金属杜瓦。
玻璃杜瓦简单便宜，且直观，但易损坏。
在室温下氦气能渗透入真空夹层使绝热性能下降。
金属杜瓦牢固耐用，可以根据不同需要制作成不同形状，但制作较困难，价格较贵。
从使用角度上看，杜瓦容器又可分为实验用杜瓦和贮存用杜瓦。
贮存用的杜瓦容器又称贮槽，其容积较大，液体的蒸发率低。
图1.2给出了一个实验室比较通用的长直圆筒形金属杜瓦瓶。
内筒用薄壁无缝不锈钢管制作。
夹层采用多层绝热，即在真空夹层中由铝箔和含碳玻璃纤维纸隔层包扎。
铝箔上端用铜丝捆扎在与不锈钢内筒焊接的一层层的铜环上。
于是，由侧壁和底板投射到铝箔上的辐射热可传到杜瓦上部并由杜瓦内壁的冷蒸汽流带走。
低温实验装置（低温恒温器）一般吊在杜瓦瓶盖上，插入低温液体中。
在本章1.2节中，我们将铜架(图 1.2 多层绝热的实验用金属杜瓦介绍常用的低温恒温器。
作为贮存和运输用的杜瓦容器和实验用的杜瓦容器的主要区别在于它的颈管是细长的，以减小由颈管向下的室温辐射。
图1.3所示是液氦贮槽及其内部结构示意图。
由于这类绝热容器的内胆仅靠内颈管悬吊或悬丝固定，使用时注意不能倾倒，也不要受横向冲击。
CBAdDH图 1.3 液氦贮槽及其内部结构小型液氮贮存容器，如图1.4所示，一般可运输液氮，也可直接用于低温实验。
图 1.4 液氮杜瓦容器从液化器或贮槽输送液氦到实验杜瓦瓶必须使用特制的输液杜瓦管。
输液管由两同心薄壁不锈钢管组成，内外管不能直接相碰，夹层要保证高真空绝热。
图1.5所示为输送液氦用的输液管，入口端插入液化器或贮槽中，出口端插入实验杜瓦。
开始输液要慢一些，尽量减小输液过程中低温液体的消耗。
为保证液氦输液管有良好的绝热性能，在输液前可以先用液氮试一下，要求在输送液氮时管外不结霜。
但是，对于液氮，短时间输液往往直接用单层金属管或乳胶管。
这时在管外表面上会结一层霜，它有助于减小漏热。
1.0 or 1.3 m 弹性接管针形阀 1.0m图 1.5 输运液氦用的输液管1.1.3 小型制冷机随着电子技术、材料科学、空间技术以及表面界面科学等学科的发展，人们需要在特定的空间内造成低温和真空条件，于是促使低温技术与真空技术的结合。
小型制冷机正是反映了这种结合。
小型制冷机可以方便地提供很宽温区的中间温度。
它不需要低温液体作冷源，体积小、可移动，比较适合于野外工作或用于空间技术中。