实验报告_高温超导材料临界转变温度的测定
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。
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。
高温超导 实验报告
不同的材料，电阻率随温度的变化有很大的差别，它反映了物质的内部属性，是研究物质性质的基本方法之一。当温度高于绝对温度时，在金属中，电子的定向运动受到晶格的散射而呈现出电阻。研究表明，当（T/）>0.5时，金属的电阻正比于温度T，其中是德拜温度。
上述结论是对纯金属而言，而实际上金属存在杂质、缺陷、位错等，它们会对金属造成附加电阻，这部分电阻近似地与温度无关。在金属的纯度很高时，金属的总电阻率可表示为
图一四端接线法
在直流低电压测量中，如何判断和修正乱真电势带来的影响是十分重要的。实际上，由于材料的不均匀性和温差，就有温差电势的存在。通常称为乱真电势或寄生电势。我们只要用一段短的导线把数字电压表短接，用手靠近其中一个接线端来改变温度，我们就会看到数字电压表读数的变化。在低温实验中，待测样品和传感器处在低温中，而测量仪表处在室温中，因此它们的连接线处在温差很大的环境里，并且沿导线的温度分布还会随着低温液体液面的降低、低温容器的移动等变化而变化。所以在涉及直流低电压测量的实验中，判定和消除乱真电势的影响是实验中一个十分重要的步骤。
实 验 报 告
姓 名：张伟楠班 级：F*******学 号：*******108实验成绩：
同组姓名：周元剑实验日期：2008.10.13指导老师：助教17批阅日期：
高温超导材料特性测量
实验目的
1了解高。临界温度超导材料的基本电特性和测量方法。
2了解低温下半导体 结的伏安特性与温度的关系。
3了解低温实验的测量方法。
A1.198940.00313
B-0.002351.71294E-5
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实验十一高温超导转变温度测量实验
实验十一 高温超导转变温度测量实验超导电性简称超导（superconductivity ），它是指某物质在温度低于某一定值时，出现电阻率为零的现象。
自20世纪20年代起，人们就开始对超导性的理论和应用做了大量的研究。
随着超导研究的进展，特别是20世纪80年代高温超导材料问世后，超导技术已开始广泛应用于科学研究和人类生活之中。
一．实验目的1．了解FD-TX-RT-II 高温超导转变温度测定仪的结构及使用方法；2．掌握液氮低温技术；3．利用FD--RT-II 高温超导转变温度测定仪，测量氧化物超导体YBa2CuO7的超导临界温度。
二．实验原理1．超导现象在所用气体中，氮具有最低的液化温度。
1908年，卡末林·昂尼斯（H ·Kammerlingh Onnes ）首先成功地液化了氮，利用液氮又获得了4.25～1.15K 的极低温度。
在新到达的低温范围内，昂尼斯进行了金属电阻随温度变化的研究。
1911年，他发现当温度降低时，汞的电阻率先平缓地减少，当温度T <4.2K 时，汞的电阻率突然降为零。
随后他又发现，除铜、金、银与铁等室温下的良导体以外，还有其他许多金属有此现象。
1913年他将这种新的物态定名为超导态（Superconducting State ），而将电阻率突然为零的温度称为超导体转变温度（inversiontemperature ）或临界温度，用T c 表示。
在昂尼斯之后，人们又陆续发现了许多其他金属或合金在低温下也能转变为超导态，但它们的转变温度不同。
由于这些金属的超导现象是在低温下获得，故这种超导现象也称为低温超导。
处在超导态的物质具有如下重要性质：1） 直流零电阻效应如前所述，当某些金属、合金和化合物的温度下降到T <T c 时，它们的电阻率突然降为零，处于超导态。
在超导态下，物质的电阻真的完全消失了吗？最灵敏的试验是超导环中的持续电流试验：将一金属环放在垂直于环平面的磁场中，将其冷却到超导的转变温度以下，然后撤去磁场，由电磁感应原理知，这时在环中产生感应电流。
高温超导实验报告
122.1 118.6 115.5 112.9 110.5 108.5 106.8 105.4 104.1 103.1 102.1 101.4 100.0 96.7 96.2 96.0 95.7 95.5 95.3 94.9 94.6 93.8 92.6 92.4 92.1 91.8 91.6 91.3 77.4
⑴铂电阻温度计： 铂电阻温度关系如下图所示
1
R(T)=AT+B 在液氮沸点到正常室温温度范围内， 其电阻与温度近似成正比： 或 T(R)=aR+b，其中 a，b 都是常数。 ⑵半导体硅电阻温度计： 在较大的温度范围内，半导体具有负的电阻温度系数，这一特性正好弥补 了金属电阻温度计在低温下灵敏度明显降低的缺点。低温物理实验中，常用半 导体温度计。 在小电流下，近似有： U 正向 KT U g 0 。其中 K=-2.3mV/K;硅材料 U g 0 约为 1.20eV ⑶温差电偶温度计： 如果将两种金属材料制成的导线联成回路，并使其两个接触点维持在不同 的温度，则在该闭合回路中就会有温差电动势存在，如果将回路的一个接触点 固定在一个已知的温度，例如液氮的正常沸点 77.4 K，则可以由所测量得到的 温差电动势确定回路的另一接触点的温度，从而构成了温差电偶温度计。这种 温度计十分简便，特别是作为温度敏感部分的接触点体积很小，常用来测量小 样品的温度以及样品各部分之间的温差。 应该注意到，硅二极管 PN 结的正向电压 U 和温差电动势 E 随温度 T 的变化 都不是线性的，因此在用内插方法计算中间温度时，必须采用相应温度范围内 的灵敏度值。
〖实验二十三〗
高温超导材料特性测试和低温温度计
〖目的要求〗
1、了解高临界温度超导材料的基本特性及其测试方法； 2、了解金属和半导体 P-N 结的伏安特性随温度的变化以及温差电效应； 3、 学习几种低温温度计的比对和使用方法， 以及低温温度控制的简便方法。
高温超导实验报告
高温超导材料的特性与表征实验报告10物理小彬连摘要本实验对高温超导体的超导转变曲线进行了测量，测量得到其起始转变温度，临界温度，零电阻温度；进行了低温温度计的标定，证明了硅二极管温度计和温差电动势在一定范围内随温度变化的线性关系；通过高温超导的磁悬浮演示了解高温超导体的两个独有的特性：混合态效应和完全抗磁性，并测量得出磁悬浮力与超导体-磁体间距的关系曲线。
关键词高温超导体超到临界参数零电阻现象完全抗磁性磁悬浮力一、引言1911年，荷兰物理学家卡末林－昂纳斯（H.K.Onnes，1853—1926）用液氦冷却水银线并通以几毫安的电流，在测量其端电压时发现，当温度稍低于液氦的正常沸点时，水银线的电阻突然跌落到零，这就是所谓的零电阻现象或超导电现象。
自从低温超导体发现以来，科学家们对超导电性现象（微观机制）和超导技术以及超导材料进行了大量的研究。
在超导技术开发时代，世界各国科学家相机取得了突破性进展，研制出临界温度高于液氮温度的氧化物超导体，又称为高温超导体。
超导研究领域的系列最新进展，为超导技术在个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，例如超导磁悬浮列车、超导重力仪、超导计算机、超导微波器件等，还可以用于计量标准。
本实验目的：通过在低温条件下测量高温超导体的电阻温度曲线和低温温度计的比对，了解高临界温度超导材料的基本特性及测试方法，了解金属和半导体的电阻随温度的变化及温差电效应，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1．超导现象及临界参数1）零电阻现象(如下图）超导现象：电阻突然跌落为零，或称零电阻现象，并将具有此种超导电是的物体称作超导体（只有直流电情况下才有零电阻现象）Tc（超导临界温度）：即当电流，磁场及其他外部条件保持为零或不影响转变温度测量的足够低值是超导体呈现超导态的最高温度。
Tc，onest（起始转变温度）：降温过程中电阻温度曲线开始从直线偏离处的温度。
高温超导转变温度的测定
1986年期间由于在陶瓷材料镧钡铜氧（La-Ba-Cu-O）中发现了超导现 象，而且其临界温度为35K，使人们对超导现象有了新的认识。紧接 着中、日、美的一些科学家又发现了一系列临界温度更高的超导体， 据报道汞系如汞钡钙铜氧（Hg-Ba-Ca-Cu-O）临界温度已高达133K。 人们把那些临界温度高于液氮温度的超导材料称做高温超导体。现在 已发现的高温超导材料有上百种，可是高温超导的性质还无法用BCS 理论解释。其理论还远落后于实验。
3．超导体的临界参数:
临界温度TC:超导体必须冷却至某一临界温度以下才能保持其超导性。
临界电流密度JC:通过超导体的电流密度必须小于某一临界电流密度
才能保持超导体的超导性。
临界磁场HC:施加给超导体的磁场必须小于某一临界磁场才能保持超导
体的超导性。
※超导体的三个临界参数 它们与物质内部的微观结构 有关，这三个条件任何一个 被破坏，物质将失去超导状 态。
4.超导材料的电阻测量方法：目前采用的高温超导材料大
多是质地松脆的陶瓷材料,测量电极与被测材料很难作到非常良好的接触 ，为了消除接触电阻对测量的影响，常常采用四端子测量法，如右图.
由于是低温物理实验,其装置的原则 之一是必须尽可能减小室温漏热。
测量引线通常是又长又细，其电阻值要 有可能远远超过待测样品（如超导样品） 的阻值。
零电阻效应是对直流而言， 如果是交流电，则存在着交流损 耗而产生交流电阻。
2．完全抗磁性(称迈斯纳效应):是指当物质由正常态进入到
超导态后其体内的磁通量被完全排出体外即体内磁感应强度总是为零的 一种状态。这种状态的产生不管是先加磁场再降温还是先降温再加磁场.
零电阻效应与完全抗磁性这两个基本特性即相互独立又相互联系，单 纯的零电阻效应不能保证完全抗磁性的存在，可是它又是完全抗磁性存 在的必要条件。
实验报告_高温超导材料临界转变温度的测定
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
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界电流的测量“超导态”，该现象称为“超导电性”．又如现在广泛应用的半导体，其基本特性的揭示是和电阻-温度关系的研究分不开的．而在低温测量中广泛应用的电阻温度计，完全是建立在对各种类型材料的电阻-温度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215214和位的数字电压表），铂电阻温度计或铜-康铜温差电偶，恒流源（100mA ，100Ω），直流稳压电源与标准电阻（10Ω、1Ω），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——零电阻现象和迈斯纳效应超导材料有两个不同于其他材料的最基本特性，即零电阻现象和完全抗磁性（也称迈斯纳效应）．零电阻现象是指具有超导电性的材料，当温度下降时，其电阻随温度下降发生缓慢的变化（一种是金属性的材料，其电阻缓慢下降；一种是显示半导体性，其电阻缓慢温区内，从n R 急剧升高），而当到达某一温度时，其电阻在很窄的地变为零，超导体呈现零电阻现象．为描述电阻陡降的突变过程，起始T 是指电阻随温可以定义如下几个特征温度：起始转变温度度的变化偏离线性的温度；临界温度C T 是指电阻值下降到2/n R 时所对应的温度，零电阻温度0=R T 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 ∆式中0μ为真空磁导率，r μ为介质的相对磁导率，m x 为磁化率．当发生正常态到超导态的转变时，r μ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，其根本原因是由于电流所产生的磁场（自场）超过临界磁场引起的．各超导体临界电流的大小，除和超导材料组成和结构有关外，对同一种超导材料而言，与其截面积的大小和形状有关．２.测量方法及参考方案]3[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-δ为与超导样品氧含量有关的系数，样品的转变温92K 左右，由于该样品无法用焊接法直接引出引根引线是用铟丝将细银丝粘压在高温超再焊在接线片上．所有引线均由德银管的接线插座相连，并由接头接到测量电路．若采用磁测量法测转变温度，可参阅本实验后所附参考文献，自己组装测训练．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出的孔道，以免容器内压力过大引起事故．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.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12mm、厚度为1mm的超导圆片，结构式为Yba2Cu3O7-δ．经切割后成为2mm×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，求出几个特征温度．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：电子工业出版社，1987.8[2]贾起民，郑永令．电磁学下册．上海：复旦大学出版社，1987.182——190[3]戴乐山．温度计量．北京：中国计量出版社，1987.182——190[4]吕斯骅，朱印康．近代物理实验技术．北京：高等教育出版社，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。
试验八高温超导转变温度的测量
实验八高温超导转变温度的测量超导电性是荷兰物理学家昂尼斯（H.k.Onnes）于1911年首先发现的，在低温下它是一种相当广泛的现象，对它的研究一直吸引着人们的注意。
在超导体研究中尤以超导体转变温度的提高作为最前沿的课题，而超导体转变温度的测量则是研究中一项最基本又最重要的内容。
[实验目的]1．学会使用高温超导转变温度测量所用的各种仪器及实验软件。
2．掌握测量超导材料转变温度的方法。
3．测量超导体钇钡铜氧的超导转变温度。
4．了解安全使用液氮的基本常识及钇钡铜氧的保养、存放知识。
[实验仪器]主机，探棒，前级放大器，低温液氮杜瓦，记录仪（计算机）。
仪器主要技术参数：电压：220V±10%，50Hz功率：15W测量样品：钇钡铜氧超导体样品电流调节范围：1.5mA—33 mA样品电压最大放大倍数：10000倍样品温度变化范围：77K—室温温度计工作电流：1.00mA温度计电压放大倍数：40倍[实验原理]1．超导电性当物质的温度下降到某一确定值TC以下时，其直流电阻突然降到零，把这种在低温下发生的零电阻现象称为物质的超导电性，具有超导电性的材料称为超导体，电阻突然消失的某一确定温度TC叫做超导体的临界温度，或转变温度。
约束超导现象出现的因素不仅仅是温度。
实验表明，即使在临界温度下，如果改变流过超导体的直流电流，当电流强度超过某一临界值时，超导体的超导态将受到破坏。
如果对超导体施加磁场，当磁场强度达到某一临界值时，样品的超导态也会受到破坏。
破坏样品的超导电性所需的最小极限电流值和磁场值，分别称为临界电流IC 和临界磁场HC。
在实验中要注意，要使超导体处于超导态，必需将其置于这三个临界值以下。
超导体有许多特性，本实验只研究在电流、磁场及其他外部条件（如应力、辅照等）小于临界值的条件下，高温超导转变温度的测量问题。
2．测量原理采用常规的V—I四引线法，在恒定电流下测量R—T关系，测定转变温度。
在电阻测量中，采用四引线法可以减少引线和接触电阻的影响。
高温超导转变温度测量
高温超导转变温度测量填空题1.超导材料: 将在一定的低温条件下呈现出零电阻和完全抗磁性的材料称为超导材料。
2.超导材料的转变温度: 电阻率降为起始转变电阻率的一半时所处的温度。
3.特殊温度的一些概念：每种超导电材料都有其独特的结构，从而具有相应的特征温度。
高于此特征温度，材料处于正常态，具有金属性的电阻率。
低于这个特征温度，电阻率为零，材料进入超导状态。
通常称这个特征温度为超导体的转变温度（transition temperature ）或临界临界温度（Critical temperature ），用 Tc 表示。
当ρ刚好完全到零时对应的温度，称为完全转变温度（又称零电阻温度）。
由于材料的化学成份不纯和晶体结构不完整等因素的影响，超导体的正常态——超导态转变是在一定的温度间隔中发生的。
当我们测量电阻率温度的变化关系时。
我们通常将降温过程中ρ-T 曲线开始偏离直线处对应的温度称为起始转变温度（Onsetpoint ），该处的电阻率以ρ0n 表示。
将ρon 的 90% 到 10% 所对应的温度间隔称为转变宽度,以△T c 表示。
对于纯元素超导体，△T c ≈ 10-3 K ，对于氧化物高温超导体△T ≈ 几 K 。
从使用的角度看，T c 越高越好，△T c 越小越好。
图形如下：简答题1、为什么要用铂电阻因为金属铂具有良好的化学稳定性，体积小而且易于安装和检测，同时铂电阻的测量范围大，在本实验中能测量出所需温度。
2、为什么采用四引线法可避免引线电阻和接触电阻的影响，直接用欧姆表测不行：四引线法即每个电阻原件都采用四根引线，其中两根为电流引线，两根为电压引线；若直接用欧姆表测量导体电阻，由于表内自带电源产生电流较大，相应电流也较大，且由于接触电阻的存在，从而使得分压情况较为严重，测出的R 值不够精确，同时，测量引线通常又长又细，以及接触电阻的存在，其阻值有可能远远大于待测样品的电阻，这样就无法测量待测样品阻值；而四引线法，恒流源通过两根电流引线将待测电流提供给待测样品，而电压表则是通过两根电压引线测量样品上的电压。
实验十五超导转变温度测量实验
实验十五超导转变温度测量实验超导电性发现于1911年，荷兰科学家翁纳斯（K.Onnes）在实现了氦（4He）气液化之后不久，利用液氦（Lhe）所能达到的极低温条件，指导其学生(GillesHolst)进行金属在低温下电阻率的研究，发现在温度稍低于 4.2K时水银（Hg）的电阻率突然下降到一个很小值（图一）。
后来有人估计，电阻率的下限为3.6×10-23Ω.cm，而迄今正常金属的最低电阻率大约为10-13Ω.cm。
与此相比，可以认为汞进入了电阻完全消失的新状态—超导态。
我们定义超导体开始失去电阻时的温度为超导转变温度或超导临界温度，通常用T C表示。
一些金属（如Pb,T C=7.2K）、金属（NbTi, T C=11K）、金属间化合物（如A15结构的Nb3Ge, T C=23.2K）等上千种材料具有超导电性。
超导现象发现以后，实验和理论研究以及应用都有很大发展，但是临界温度的提高一直很缓慢。
1986年以前，经过75年的努力，临界温度只达到23.2K，这一记录保持了差不多12年。
此外，在1986年以前，超导现象的研究和应用主要依赖于液氦作为致冷剂。
由于氦气昂贵、液化氦的设备复杂，条件苛刻，加上4.2K的液氦温度是接近于绝对零度的极低温区等因素都大大限制了超导的应用。
为此，探索高临界温度超导材料成为人们多年来梦寐以求的目标。
1983年，瑞士科学家缪勒（K.A.M. üller）开始从事氧化物超导体的探索性研究。
他和他的合作者柏诺兹（J.Bednorz）于1986年开始在Ba-La-Cu-O系统中作实验。
他们是基于双极化子导致超导电性的考虑着手实验研究的，尽管这种理论并未被认定，但在探索中确实揭示了一条新的线索。
1986年4月他们首先发现了35K的超导迹象，并确定了相应于这种超导相为K2NiF4结构。
从此一条新的道路打开了。
1987年初液氦温区超导体的发现震动了整个世界，人们称之为20世纪最重大的科学技术突破之一，它预示着一场新的技术革命，同时也为凝聚态物理学提出了新的课题。
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。
试验八高温超导转变温度的测量
实验八高温超导转变温度的测量超导电性是荷兰物理学家昂尼斯（H.k.Onnes）于1911年首先发现的，在低温下它是一种相当广泛的现象，对它的研究一直吸引着人们的注意。
在超导体研究中尤以超导体转变温度的提高作为最前沿的课题，而超导体转变温度的测量则是研究中一项最基本又最重要的内容。
[实验目的]1．学会使用高温超导转变温度测量所用的各种仪器及实验软件。
2．掌握测量超导材料转变温度的方法。
3．测量超导体钇钡铜氧的超导转变温度。
4．了解安全使用液氮的基本常识及钇钡铜氧的保养、存放知识。
[实验仪器]主机，探棒，前级放大器，低温液氮杜瓦，记录仪（计算机）。
仪器主要技术参数：电压：220V±10%，50Hz功率：15W测量样品：钇钡铜氧超导体样品电流调节范围：1.5mA—33 mA样品电压最大放大倍数：10000倍样品温度变化范围：77K—室温温度计工作电流：1.00mA温度计电压放大倍数：40倍[实验原理]1．超导电性当物质的温度下降到某一确定值TC以下时，其直流电阻突然降到零，把这种在低温下发生的零电阻现象称为物质的超导电性，具有超导电性的材料称为超导体，电阻突然消失的某一确定温度TC叫做超导体的临界温度，或转变温度。
约束超导现象出现的因素不仅仅是温度。
实验表明，即使在临界温度下，如果改变流过超导体的直流电流，当电流强度超过某一临界值时，超导体的超导态将受到破坏。
如果对超导体施加磁场，当磁场强度达到某一临界值时，样品的超导态也会受到破坏。
破坏样品的超导电性所需的最小极限电流值和磁场值，分别称为临界电流IC 和临界磁场HC。
在实验中要注意，要使超导体处于超导态，必需将其置于这三个临界值以下。
超导体有许多特性，本实验只研究在电流、磁场及其他外部条件（如应力、辅照等）小于临界值的条件下，高温超导转变温度的测量问题。
2．测量原理采用常规的V—I四引线法，在恒定电流下测量R—T关系，测定转变温度。
在电阻测量中，采用四引线法可以减少引线和接触电阻的影响。
超导材料临界转变温度的测量实验
超导材料临界转变温度的测量实验一：实验目的１．分别利用动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。
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。
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。
二：实验仪器１．低温恒温器实验用的恒温器如图４．４-３所示，均温块１是一块经过加工的紫铜块，利用其良好的导热性能来取得较好的温度均匀区，使固定在均温块上的样品和温度计的温度趋于一致。
铜套２的作用是使样品与外部环境隔离，减小样品温度波动。
提拉杆３采用低热导的不锈钢管以减少对均温块的漏热，经过定标的铜电阻温度计４及加热器５与均温块之间既保持良好的热接触又保持可靠的电绝缘。
超导样品６的安装是很重要的，样品要薄而平坦，用导电银浆粘接在均温块上；引线直径宜小，且与均温块保持良好的热接触及电绝缘。
另外，样品电极的制作要可靠，以免经受低温冲击时引线脱落。
铜电阻温度计的引线亦使用四引线法，以避免引线对测量的影响。
测试用的液氮杜瓦瓶宜采用漏热小，损耗率低的产品，其温度梯度场的稳定性较好，有利于样品温度的稳定。
为便于样品在液氮容器内的上下移动，附设相应的提拉装置。
２．测量仪器它由安装了样品的低温恒温器，测温、控温仪器，数据采集、传输和处理系统以及电脑组成，既可进行动态法实时测量，也可进行稳态法测量。
动态法测量时可分别进行不同电流方向的升温和降温测量，以观察和检测因样品和温度计之间的动态温差造成的测量误差以及样品及测量回路热电势给测量带来的影响。
动态测量数据经测量仪器处理后直接进入电脑Ｘ-Ｙ记录仪显示、处理或打印输出，稳态法测量结果经由键盘输入计算机作出Ｒ-Ｔ特性供分析处理或打印输出。
三：实验原理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.。
高温超导转变温度的测定
实验报告学院：专业：班级：姓名：学号：完成时间：高温超导转变温度的测定【实验目的】1．通过对氧化物超导材料的临界温度T C 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.学习使用FD-RT-II 型高温超导转变温度测量仪；【实验原理】超导现象及临界参数1）零电阻现象图1 一般金属的电阻率温度关系在低温时，一般金属（非超导材料）总具有一定的电阻，如图1所示，其电阻率 ρ 与温度T 的关系可表示为： 50AT +=ρρ （1） 式中ρ0是T ＝0K 时的电阻率，称剩余电阻率，它与金属的纯度和晶格的完整性有关，对于实际的金属，其内部总是存在杂质和缺陷，因此，即使使温度趋于绝对零度时，也总存在ρ0。
零电阻现象，如图2所示。
需要注意的是只有在直流情况下才有零电阻现象，而在交流情况下电阻不为零。
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。
注意：完全抗磁性不是说磁化强度M 和外磁场B 等于零，而仅仅是表示M = -B / 4π。
超导体的零电阻现象与完全抗磁性的两个特性既相互独立又有紧密的联系。
完全抗磁性不能由零电阻特性派生出来，但是零电阻特性却是迈斯纳效应的必要条件。
超导体的完全抗磁性是由其表面屏蔽电流产生的磁通密度在导体内部完全抵消了由外磁场引起的磁通密度，使其净磁通密度为零，它的状态是唯一确定的，从超导态到正常态的转变是可逆的。
3）临界磁场图2 汞的零电阻现象图3 正常－超导转变T ρ 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 电 阻 ︵ Ω T (K) ρT 转 T C ∆T C 完全转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H C 。
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。
北师大物理实验报告-高温超导
高温超导材料特性测试和低温温度计指导老师：熊俊摘要：利用液氮获得低温，测量在低温情况下高温超导材料的电阻，测得其起始转变温度为93.131K左右和零电阻温度为91.950K左右，同时确定铂电阻、硅二极管及温差热电偶温度计测温参量的变化关系，并演示超导体磁悬浮现象，测量在零场冷和场冷条件下磁悬浮力与超导体-磁体间距的关系曲线。
关键词：液氮、高温超导、铂电阻、硅二极管、温差热电偶1、引言具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零以及排斥磁力线的性质的材料。
现已发现有28种元素和几千种合金和化合物可以成为超导体。
一般达到超导状态需要很低的温度，大大约束了超导材料的实际应用。
从1911年发现超导现象至今，人们一直为提高超导材料的临界温度而努力。
1986年，高温超导体的研究取得了重大的突破。
掀起了以研究金属氧化物陶瓷材料为对象，以寻找高临界温度超导体为目标的“超导热”。
全世界有260多个实验小组参加了这场竞赛。
超导材料具有的优异特性使它从被发现之日起，就向人类展示了诱人的应用前景。
但要实际应用超导材料又受到一系列因素的制约，这首先是它的临界参量，其次还有材料制作的工艺等问题（例如脆性的超导陶瓷如何制成柔细的线材就有一系列工艺问题）。
到80年代，超导材料的应用主要有：①利用材料的超导电性可制作磁体，应用于电机、高能粒子加速器、磁悬浮运输、受控热核反应、储能等；可制作电力电缆，用于大容量输电（功率可达10000MVA）；可制作通信电缆和天线，其性能优于常规材料。
②利用材料的完全抗磁性可制作无摩擦陀螺仪和轴承。
③利用约瑟夫森效应可制作一系列精密测量仪表以及辐射探测器、微波发生器、逻辑元件等。
利用约瑟夫森结作计算机的逻辑和存储元件，其运算速度比高性能集成电路的快10～20倍，功耗只有四分之一。
2、实验原理.1 超导体的基本特征当电流、磁场及其它外部条件（如应力、辐照等）保持为零或不影响转变温度测量的足够低值时，超导体呈现超导态的量高温度，被定义为临界温度。
高温超导实验报告
低温温度计的标定与高温超导体温度特性的测量摘要本实验对高温超导体的超导转变曲线进行了测量，测量得到其起始转变温度T c,onset为107.26K，临界温度T c为92.63K，零电阻温度T c0为91.02K；进行了低温温度计的标定，证明了硅二极管温度计和温差电动势在一定范围内随温度变化的线性关系；通过高温超导的磁悬浮演示测量了解高温超导体的两个独有的特性：混合态效应和完全抗磁性，并测量得出磁悬浮力与超导体-磁体间距的关系曲线。
关键词高温超导体超导临界参数零电阻现象完全抗磁性磁通俘获1．引言1911年，荷兰物理学家卡末林－昂纳斯（H.K.Onnes，1853—1926）用液氦冷却水银线并通以几毫安的电流，在测量其端电压时发现，当温度稍低于液氦的正常沸点时，水银线的电阻突然跌落到零，这就是所谓的零电阻现象或超导电现象。
自从低温超导体发现以来，科学家们对超导电性现象（微观机制）和超导技术以及超导材料进行了大量的研究。
在超导技术开发时代，世界各国科学家相机取得了突破性进展，研制出临界温度高于液氮温度的氧化物超导体，又称为高温超导体。
超导研究领域的系列最新进展，为超导技术在个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，例如超导磁悬浮列车、超导重力仪、超导计算机、超导微波器件等，还可以用于计量标准。
本实验通过在低温条件下测量高温超导体的电阻温度曲线和低温温度计的比对，了解高临界温度超导材料的基本特性及测试方法，了解金属和半导体的电阻随温度的变化及温差电效应，掌握低温物理实验的低温的获得、控制和测量方法。
2．原理2.1理论2.1.1超导体的基本特性完全导电性和完全抗磁性是超导电性的两个最基本的性质。
2.1.1.1零点阻现象当把某种金属或合金冷却到某一确定的温度T c以下时，其直流电阻发生剧变，突然变为零，这种现象称为物质的超导性，这种物质就称为超导体，温度T c称为临界温度。
通常把降温过程中电阻温度曲线开始从直线偏离处的温度称为起始转变温度T c,onset，把临界温度T c定义为待测样品电阻从起始转变处下降到一半是对应的温度，把电阻变化10%到90%所对应的温度间隔定义为转变宽度∆T c，电阻刚刚完全降为零的温度称为完全转变温度计零电阻温度T c0。
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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T C 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 图1 一般金属的电阻率温度关系在低温时，一般金属（非超导材料）总具有一定的电阻，如图1所示，其电阻率 ρ 与温度T 的关系可表示为：50AT +=ρρ （1） 式中ρ0是T ＝0K 时的电阻率，称剩余电阻率，它与金属的纯度和晶格的完整性有关，对于实际的金属，其内部总是存在杂质和缺陷，因此，即使使温度趋于绝对零度时，也总存在ρ0。
图2 汞的零电阻现象ρρ4.0 4.1 4.2 4.3 4.4电 阻︵ Ω ︶ T (K)零电阻现象，如图2所示。
需要注意的是只有在直流情况下才有零电阻现象，而在交流情况下电阻不为零。
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。
注意：完全抗磁性不是说磁化强度M 和外磁场B 等于零，而仅仅是表示M = -B / 4π。
超导体的零电阻现象与完全抗磁性的两个特性既相互独立又有紧密的联系。
完全抗磁性不能由零电阻特性派生出来，但是零电阻特性却是迈斯纳效应的必要条件。
超导体的完全抗磁性是由其表面屏蔽电流产生的磁通密度在导体内部完全抵消了由外磁场引起的磁通密度，使其净磁通密度为零，它的状态是唯一确定的，从超导态到正常态的转变是可逆的。
3）临界磁场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H C 。
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H C ，因此转变将在一个很宽的磁场范围内完成，和定义T C 样，通常我们把H = H 0/2相应的磁场叫临界磁场。
4）临界电流密度实验发现当对超导体通以电流时，无阻的超流态要受到电流大小的限制，当电流达到图3 正常－超导转变图4 第I 类超导体临界磁场随温度的变化关系T C TH CH 0超导态正常态ρT 90%50%10%变温度T C ∆T C 变温度某一临界值I C后，超导体将恢复到正常态。
对大多数超导金属，正常态的恢复是突变的。
我们称这个电流值为临界电流I C ，相应的电流密度为临界电流密度J C 。
对超导合金、化合物及高温超导体，电阻的恢复不是突变，而是随电流的增加渐变到正常电阻R0。
2．温度的测量：温度的测量是低温物理中首要和基本的测量，也是超导性能测量中不可缺少的手段，随着科学技术的发展，测量方法不断增加，准确程度也逐渐提高。
在低温物理实验中，温度的测量通常有以下几种温度计：气体温度计、蒸汽压温度计、电阻温度计、热电偶温度计、半导体温度计和磁温度计。
可根据温区、稳定性及复现性等主要因素来选择适当的温度计。
在氧化物超导体临界温度的测量中，由于温度范围从300K →77K，我们采用铂电阻温度计作为测量元件。
为了使同学们对温度计使用有更多的了解，我们还采用热电偶温度计和半导体温度计作为测温的辅助手段。
现将它们的测温原理简介如下：1）铂电阻温度计：铂电阻温度计是利用铂的电阻随温度的变化来测量温度的，铂具有正的电阻温度系数，若铂电阻在0℃时电阻为100 ，其电阻R与温度T的关系如表1所示。
由于金属铂具有很好的化学稳定性，体积小而且易于安装和检测，国际上已用它作为测温标准元件。
2）温差电偶温度计：由电磁学知，当两种不同的金属(A、B)接触时，由于其逸出功不同，在接触点处会产生接触电势差，如果把此两不同金属的导线联成闭合回路时，且两个接触点处在不同的温度（T1，T2），则在回路中就有电动势E存在，这种电动势称为温差电动势，而回路称为温差电偶，E的大小与A、B两种材料及接触处的温度T1，T2有关。
我们实验中采用镍铬－康铜作为温差材料，它们的温差电动势E与温度的关系，可查阅实验室的数据表。
3）半导体Si二极管温度计：它是利用半导体二级管PN结的正向电压随温度下降而升高的特性来测量温度的，不同半导体的PN结，其正向电压与温度的关系是不一样的。
硅二极管温度计属于二次温度计，它需要经过标定后才能使用。
标定用的温度计称为一次温度计。
根据国际计量大会的规定，采用气体温度计作为一次温度计，而铂电阻温度计作为用于13.8K－903.89K温度范围的测温标准元件。
在我们实验中采用铂电阻温度计来标定Si二极管温度计。
标定时，Si二极管通以几十微安的恒定电流，测量PN结两端正向电压U随温度T的变化曲线。
而温度T的大小由铂电阻温度计读出。
3．温度的控制温量超导材料的临界参数（如T C）需要一定的低温环境，对于液氮温区的超导体来说，低温的获得由液氮提供，而温度的控制一般有两种方式：恒温器控温法和温度梯度法。
1）恒温器控温法：它是利用一般绝热的恒温器内的电阻丝加热来平衡液池冷量的。
从而控制恒温器的温度（即样品温度）稳定在某个所需的温度下。
通过恒温器位置升降及加热功率可使平衡温度升高或降低。
这种控温方法的优点是控温精度较高，温度稳定时间长。
但是，其测量装置比较复杂，并需要相应的温度控制系统。
由于这种控温法是定点控制的，又称定点测量法。
2）温度梯度法：它是利用杜瓦容器内，液面以上空间存在的温度梯度来取得所需温度的一种简便易行的控温方法，我们实验中采用此法。
温度梯度法要求测试探头有较大的热容量及温度均匀性，并通过外加铜套使样品与外部环境隔离，减少样品温度波动。
样品温度的控制则是靠在测量过程中改变探头在液氮容器内的位置来达到温度的动态平衡，故又称为连续测量法（即样品温度是连续下降或上升的），其优点是测量装置比较简单，不足之处是控温精度及温度均匀性不如定点测量法好。
4．液面位置的确定：如上所述，样品温度的控制是靠调节测试探头在液氮中的位置来实现的。
测试探头离液氮面的高低，决定了样品温度变化的快慢。
对于金属液氮容器（又称金属杜瓦）来说，探头在容器中的位置是很难用肉眼观察的。
而且实验过程中，液氮因挥发而使液面位置不断变化。
因此为实现样品的温度控制，需要有能指示液氮位置的传感部件，或称“液面计”。
1．测量Bi系超导带材的临界转变温度T C 。
2．利用铂电阻温度计标定Si二极管温度计。
四．实验方法1．T C的测定超导体既是完善导体，又是完全抗磁体，因此当超导体材料发生正常态到超导态转变时，电阻消失并且磁通从体内排出，这种电磁性质的显著变化是检测临界温度T C的基本依据。
测量方法一般是使样品温度缓慢改变并监测样品电性或磁性的变化，利用此温度与电磁性的转变曲线而确定T C 。
通常分为电测量法－四引线法和磁测法－电磁感应法。
1）四引线法：由于氧化物超导样品的室温电阻通常只有10-1-10-2Ω左右，而被测样品的电引线很细（为了减少漏热）、很长，而且测量的样品室的温度变化很大（从300K－77K），这样引线电阻较大而且不稳定。
另外，引线与样品的连接也不可避免出现接触电阻。
为了避免引线电阻和接触电阻的影响，实验中采用四线法（如图7所示），两根电源引线与恒流源相连，两根电压引线连至数字电压表，用来检测样品的电压。
根据欧姆定律，即可得样品电阻，由样品尺寸可算出电阻率。
从测得的R-T曲线可定出临界温度T C 。
2）电磁感应法根据物理学的电磁感应原理，若有两个相邻的螺旋线圈，在一个线圈（称初级线圈）内通以频率为 ω 的交流信号，则可在另一线圈（称次级线圈）内激励出同频率信号，此感应信号的强弱既与频率 ω 有关，又与两线圈的互感M 有关，对于一定结构的两线圈，其互感M 由线圈的本身参数（如几何形状、大小、匝数）及线圈间的充填物的磁导率 μ 有关。
若在线圈间均匀充满磁导率为 μ 的磁介质，则其互感会增大 μ 倍。
即M = μ M 0（3）式中M 0为无磁介质时的互感系数。
按照法拉第定律，若初级线圈中通以频率为 ω 的正弦电流，次级线圈中感应信号U out 的大小与M 及 ω 成正比，即：t M dtdiM dt d U ωωφcos out -=-=-= （4）由（4）式可知，若工作频率 ω 一定，则U out 与M 成正比，根据（3）式可得出次级线圈中感应信号的变化与充填材料磁化率变化有关，即∆U out ∝∆μ（5）高温超导材料在发生超导转变前可认为是顺磁物质μ =1，当转变为超导体后，则为完全抗磁体（即μ =0。
如果在两线圈之间放入超导材料样品（见图8），当样品处于临界温度T C 时，样品的磁导率 μ 则在1和0之间变化，从而使U out 发生突变。
因此测量不同温度T 时的次级线圈信号U out 变化（即U out ～T 曲线）可测定超导材料的临界温度T C 。
为了测量次级线圈的輸出信号，对信号进行整流、检波后接至直流数字电压表。
2．Si 二极管温度计的标定将Si 二极管固定于铂电阻温度计附近，为保证温度的一致性，Si 二极管尽量与铂电图8 电磁感应法测试原理（图中虚线为磁力线）T > T C样品次级线圈 T ≤T C阻温度计处在相同温度区域。
对Si 二极管同样采用“四引线”法：二根作为Si 二极管的恒电流引线，二根作为测量正向电压的引线。
五．测量装置测量系统方块如图9所示，它由测试探头、恒流源、信号源、温度元件及数字电压表等组成。
测试探头中包括样品、初次级线圈、铂电阻温度计、Si 二极管及引线板，这些元件都安装在均温块上（见图10）。
待测样品放在两线圈之间，并在样品上引出四根引线供电阻测量用。
各种信号引入与取出均通过引线板经由不锈钢管接至外接仪器。
为测量次级线圈感应信号的大小，对信号进行整流检波后接至直流毫伏计。
为保证样品温度与温度计温度的一致性，温度计要与样品有良好的热接触，样品处有良好的温度均匀区。
铜套的作用是使样品与外部环境隔离，减少样品的温度波动。
采用不锈钢管作为提拉杆及引线管是可减少漏热对样品的影响。
超导样品采用清华大学应用超导研究中心研制的Bi 系高温超导线材。
适当配比的Bi 系超导氧化物粉末，填充到银套管内，通过挤压、拉拔、轧制等机械加工的方法形成线材，图9 测量系统方块图 图10 测试探头结构示意图 a.Pt 温度计；b.Si 温度计；c.四引线法测R ； d.探头与恒温器；e.液面计；f 、h ：电磁感应法测U二极管再进行多次反复热处理，形成超导相的结构。
这种加工超导线材的方法称为粉末充管法（Oxide Powder In Tube，简称OPIT）。