高温超导实验
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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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。
高温超导实验的注意事项
高温超导实验的注意事项引言：高温超导实验是一个极具挑战性的研究领域。
在探索超导材料的高温超导特性时，研究人员需要注意一系列的实验操作和环境因素。
本文将讨论高温超导实验中的一些重要注意事项和实验操作。
一、选择合适的材料和制备方法在高温超导实验中，选择合适的超导材料和制备方法是至关重要的。
研究人员需要确定适合超导实验的材料特性，并选择适当的材料制备方法，如固相反应、溶液法或气相法。
同时，确保材料的纯度和晶体结构的完整性也是成功实验的关键。
二、样品的制备和处理在高温超导实验中，样品的制备和处理过程对实验结果具有重要影响。
首先，样品的制备过程需要控制好温度和时间，以确保所需的化学反应发生。
其次，在样品的处理过程中，需要避免任何可能引入杂质或导致材料损伤的因素。
同时，应注意保持样品的纯净性和形态的稳定性。
三、测量设备的校准与维护高温超导实验中常常需要使用各种测量设备，如电阻计、磁力计等。
确保这些设备的准确性和稳定性对于实验结果的可靠性至关重要。
研究人员需要定期对测量设备进行校准和维护，以确保其正常工作，并记录任何可能的影响实验结果的异常。
四、温度控制与环境消除在高温超导实验中，温度的控制是一个至关重要的因素。
研究人员需要使用精确的温度控制设备，并定期校准温度计以确保准确性。
另外，在实验过程中还需要注意消除任何可能对实验环境造成干扰的因素，如电磁辐射、振动或空气流动等。
五、数据处理与误差分析在高温超导实验中，数据处理和误差分析是确保实验结果可靠性的重要步骤。
研究人员需要采用适当的数据处理方法，并认真分析实验结果中的误差来源。
此外，还需要注意合理地估计不确定度，并记录任何可能导致误差的因素。
结论：高温超导实验是一项复杂而充满挑战性的工作。
为了保证实验结果的准确性和可靠性，研究人员需要注意如上所述的一系列实验操作和环境因素。
只有通过严谨的实验操作和数据分析，我们才能更好地理解高温超导现象的本质，并推动相关领域的进一步发展。
液氮高温超导实验报告
一、实验目的1. 了解高温超导材料的基本特性；2. 掌握液氮冷却方法，实现对高温超导材料的低温处理；3. 通过测量电阻温度曲线，确定超导转变温度；4. 通过超导磁悬浮实验，验证超导材料的超导特性。
二、实验原理超导现象是指某些材料在温度降低到某一临界值以下时，电阻突然消失的现象。
这种材料被称为超导体，具有完全抗磁性和宏观量子隧穿效应。
高温超导材料是指在相对较高的温度下（通常低于液氮温度77K）表现出超导特性的材料。
本实验采用液氮冷却方法，将高温超导材料降至超导转变温度以下，通过测量电阻和温度的关系，确定超导转变温度。
同时，通过超导磁悬浮实验，验证超导材料的超导特性。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：高温超导材料YBaCuO；2. 实验仪器：液氮罐、铂电阻温度计、电压表、实验台、磁悬浮装置等。
四、实验步骤1. 准备实验装置，将高温超导材料YBaCuO放置在实验台上；2. 使用液氮罐对高温超导材料进行冷却，使其温度降至超导转变温度以下；3. 使用铂电阻温度计测量温度，并记录温度变化；4. 使用电压表测量超导材料的电阻，并记录电阻随温度的变化；5. 进行超导磁悬浮实验，验证超导材料的超导特性；6. 对实验数据进行处理和分析。
五、实验结果与分析1. 电阻温度曲线实验得到的高温超导材料YBaCuO的电阻温度曲线如图1所示。
从图中可以看出，当温度降低至93.75K时，超导材料的电阻突然下降至接近零，表明此时超导材料已进入超导态。
图1 电阻温度曲线2. 超导磁悬浮实验通过超导磁悬浮实验，验证了高温超导材料YBaCuO的超导特性。
实验中，将超导材料放置在磁悬浮装置上，施加一定的磁场，超导材料在磁场中悬浮，证明了其具有完全抗磁性。
六、实验总结1. 通过本实验，成功实现了高温超导材料YBaCuO的液氮冷却，并测量了其电阻温度曲线；2. 确定了高温超导材料YBaCuO的超导转变温度为93.75K；3. 通过超导磁悬浮实验，验证了高温超导材料YBaCuO的超导特性；4. 本实验为高温超导材料的研究和应用提供了实验依据。
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。
高温超导实验报告
高温超导材料的特性与表征姓名：孙淦学号：201411142030指导教师：张金星实验日期：2016年11月24日摘要本实验通过借助已定标的铂电阻温度计测量并标定硅二极管正向电阻、温差热电偶电动势及超导样品的温度计。
比较几种不同的温度计得到各自的电阻温度变化关系，同时由超导转变曲线发现超导样品温度计在高温超导区域更明显的变化，并得到了高温超导转变温度的相关参数。
演示了高温超导磁悬浮实验，并完成了零场冷和场冷条件下高温超导体的压力位移曲线测定。
关键词：高温超导、铂电阻温度计、磁悬浮、场冷、零场冷。
1引言1911年，昂纳斯首次发现在4.2K水银的电阻突然消失的超导现象。
1933年，迈斯纳发现超导体内部磁场为零的迈斯纳效应。
完全导电性和完全抗磁性是超导体的两个基本特性。
1957年，巴丁、库柏和施里弗根据电子配对作用共同提出了超导电性的微观理论——BCS理论。
1986年，柏诺兹和缪勒发现Ba-La-Cu-O化合物具有高T c的超导特性，之后高T c超导体的研究出现了突破性进展。
超导体应用十分广泛，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。
本实验中通过对高温超导材料特性的测量和表征，探究金属和半导体的电阻随温度的变化以及温差电效应，了解磁悬浮的原理，掌握低温实验的基本方法。
2实验原理2.1超导现象、临界参数及实用超导体2.1.1零电阻现象零电阻：温度降低，电阻变为0，称为超导电现象或零电阻现象。
只发生在直流情况下，不会发生在交流情况。
超导临界温度：当电流、磁场以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时，超导体呈现超导态的最高温度。
起始转变温度T c,onset：降温过程中电阻温度曲线开始转变的温度。
超导转变的中点温度T cm：待测样品电阻从起始转变处下降到一半时对应的温度。
完全转变温度（零电阻温度）T c0：电阻刚刚完全降到零时的温度。
1图1:超导体的电阻转变曲线图2:第一类超导体临界磁场随温度变化转变宽度∆T c：电阻变化从10%变到90%对应的温度间隔。
高温超导实验
几种常用的温度计
温度计 测温属性 定容气体温度计 压强 定压气体温度计 体积 铂电阻\半导体温度计 电阻 热电偶温度计 热电动势 液体温度计 液柱长度
液体温度计测温范围
液体 水银 酒精 甲苯 乙醇 煤油 石油醚
温度测量范围 -30~+300 -80 ~80 -80~+110 -80~+80 0~+300 -120+20
作业:
1.金属低温超导理论中,最基本的出发点是什么? 试用BCS理论及二流体模型解释超导电性. 2.超导磁悬浮是什么效应的直接结果?试描述上 海磁悬浮列车工作原理. 3.超导样品的国际与国内研制近况如何？
超导应用:
一.强电磁方面的应用 (1)磁悬浮列车(2)磁流体发电(3)超导磁分离技术 二.弱电磁方面的应用 (1)超导磁梯度计对人脑功能的研究(2)超导计算 机(3)超导重力仪
构造：1.感温泡.2.压力传 感器.3.连结毛细管(抽真 空:10-1帕,充氦气) 测量原理:PVm=RT
T p (VT0 ) V ' ( 1 1
0T PT 0 P a 0 )T (P P
T
0 P (1 a ) P a T0 P
T0 T T0 T0 0 0 n R 常数 PV ' PV PV ' PV
热电偶温度计
汤姆孙效应：同一种金属，两端有温度差，电子 云在温度不均匀时的热扩散形成电动势。外加电 流，可有吸热与放热 珀耳帖效应：两种不同金属接触面处，由不同金 属的自由电子的数密度不同形成电动势。 塞贝克效应：由两种不同金属连接，两接点在不 同温度下，形成热电偶电动势。
高温超导实验
实验高Tc超导材料电阻—温度特性测量【目的要求】1．了解超导体的最基本特性以及判定超导态的基本方法；2．掌握用测量超导体电阻——温度关系测定转变温度的方法；3．了解获得液氦温区温度的基本方法。
【仪器用具】高Tc超导材料电阻—温度特性试验仪。
【原理】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。
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,TC=7.2K）、金属（NbTi, TC=11K）、金属间化合物（如A15结构的Nb3Ge, TC=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。
实验报告—高温超导
实验报告姓名：王航班级：F0703028 学号：5070309025 实验成绩：同组姓名：孙鼎成实验日期：2008.10.20 指导教师：助教35 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。
实验原理：1高温超导在低温测量时，为了减少漏热，样品的测量引线又细又长，引线的电阻与样品的电阻相比不可忽略，对超导样品来说，引线的电阻要大很多。
为了减小引线电阻和接触电阻对测量带来的影响，通常采用四线测量法。
四线测量法的方法如图1所示，外两根导线为电流端，可以流过较大的测量电流，一般采用恒流源共电。
电流的大小可用标准电阻的电压算出。
内两根导线为电压端，引线中流过的电流极小，这样就可以避免引线电阻和接触电阻带来的测量误差。
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。
2高温超导材料电性转变温度并不是只由温度决定，只有保持在外磁场、流经电流和应力等值足够低时，超导样品的转变温度被称为超导临界转变温度．由于一般上述条件不能完全满足（比如地磁场），而且超导转变往往有一个区域，因此引入起始转变温度，零电阻温度，和中点转变温度来表示，一般所说的转变温度指的是．高温超导体样品超导特性的测量采用如图1所示的四端接法，外两根导线为电流端，连接恒流电源. 内两根导线为电压端，连接内阻非常高的电压表. 这样可以避免引线电阻和接触电阻带来的测量误差．3结伏安特性与温度的关系在半导体理论中可导出结的电压和电流密度关系其中常数，是比例因子，，是禁带宽度，称能隙电压。
高温超导实验报告
高温超导材料的特性与表征摘要本实验中我们通过控制超导样品距离液氮面的距离达到控制温度的效果，测量高温超导材料两端电压得到高温超导材料的转变曲线，以及硅二极管的正向电压和温差电偶的温差电动势随温度的变化曲线。
高温超导体的磁悬浮演示，以及零场冷和冷场情况的比较进一步加深了对钉扎力和磁通俘获的效应的理解。
关键词高温超导，超导磁悬浮，转变曲线引言从1911年荷兰物理学家卡墨林翁纳斯发现低温超导体到现在，超导科技发展大体经历三个阶段。
基本探索认识阶段，，开展超导技术应用的准本阶段，自1986年发现超导转变温度高于30K的超导材料后，人类逐渐转入超导技术的开发时代，此后发现了大量高温超导体，转变温度不断提高。
讲转变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，为超导技术在各方面的应用开辟了十分广阔的前景。
本实验中我们通过对氧化物高温超导材料超导转变曲线的测量和磁悬浮演示，加深理解了超导体的零电阻现象和MEISSNER效应这两大重要特征。
同时了解超导磁悬浮原理，金属和半导体电阻随温度的变化，温差电效应以及低温物理实验的基本方法和技巧。
原理1）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（只有爱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。
ΔTc（转变宽度）：电阻变化10%到90%所对应的温度间隔。
Tc0(零电阻温度)：电阻刚刚完全降到零是的温度。
1）MEISSNER效应：超导体在磁场中产生感应电流，且超导体电阻为零，感应电流一直存在，产生与周围磁场相反的“屏蔽磁场”，顾超导体内磁感应强度总是零，且与家磁场的先后顺序无关。
2）临界磁场Hc：当磁场达到某一定值是，它在能量上更有利于使样品返回正常态，允许磁场穿透，破坏超导电性。
高温超导实验技术的使用指南
高温超导实验技术的使用指南一、引言高温超导材料的发现和应用在科学界引起了轰动。
这种材料的特殊性质为我们带来了许多新的实验挑战和机会。
本文旨在向读者介绍高温超导实验技术的使用指南，帮助研究人员更好地利用这一材料进行实验。
二、材料准备高温超导实验的第一步是材料准备。
通常情况下，我们使用氧化物材料作为高温超导材料。
为了制备高质量的样品，我们需要特别注意以下几点：1. 材料纯度：确保使用的材料纯净度高，不含杂质。
这可以通过使用纯化方法，如溶液热处理等来实现。
2. 组分控制：材料的组分是影响其超导性能的关键因素。
精确控制原材料的比例以及相应的反应条件非常重要。
3. 结构优化：在制备过程中，通过烧结或其他方法改善材料的晶体结构和组织，以提高其超导性能。
三、样品制备在获得高温超导材料后，我们需要将其制备成样品以便于进行实验。
以下是一些常见的样品制备方法：1. 固相法：将高纯度的原料粉末按照一定的比例混合均匀，然后经过压制和烧结等工艺制备成块状样品。
2. 工艺优化：通过改变烧结温度、压制压力以及烧结气氛等参数，优化样品的密度和晶体结构。
3. 单晶生长：通过熔融法或化学气相输送法等技术，制备出高质量的单晶样品。
这种方法对于研究材料的晶体结构和物理性质非常有价值。
四、实验装置高温超导性质的研究通常需要使用高灵敏度的实验装置。
下面是一些常见的实验装置和测量技术：1. 磁性测量：采用超导量子干涉仪（SQUID）等设备测量样品的磁性性质，如超导的临界温度和临界电流等。
2. 电阻测量：使用四探针测量法，测量样品的电阻率和超导态的电阻。
3. 结构表征：使用X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）等技术，研究样品的晶体结构和微观组织。
4. 磁场调控：为了研究高温超导材料在不同磁场下的性质，需要使用强大的超导磁体来提供稳定的磁场。
五、数据分析实验数据的准确分析对于科学研究非常重要。
以下是一些常见的数据分析方法：1. 曲线拟合：通过将实验数据与理论模型进行拟合，在拟合过程中获取参数信息，如超导临界温度和超导的能隙等。
高温超导转变温度测量及样品制备实验.ppt
基板：
超导转变温度 测量仪（电压、 电流表）：
XY记录仪：
电烙铁、计算机、 液氮杜瓦瓶 等
实验仪器
⑤⑥ ① ②
③ ④
实验过程
①、连接样品
②、设置仪器：
调整样品电流至5.00mA、温度计电流至1.00mA 电压调整至最大，为107mV
③、测量：
将探测棒浸入杜瓦瓶内，分别观察升温和降温过程中的 “温度计电压—样品电压”曲线
制得样品实际组份
理想的YBa2Cu3O7属正交晶系，具有超导性
制得样品实际组份
YBCO因为氧容易缺失成分实际为YBa2Cu3O6+x 其转变温度与x有关
实验原理
超导的特性：
零电阻现象 完全抗磁性
测试装置：
分别测量： 样品的电流与电压、 铂电阻温度计的电压。
实验原理
四极引线法：
实验仪器
样品：
Y：Ba：Cu=1：2：3
设备
烧结炉
液压机
制备中遇到的问题
1.材料从液压机中压过取出后，没有压入整块样品的散 料较多。
2.材料的分层明显。
3.材料疏松不能受力。
原因分析
1.研磨时间过长 料中细粉比例过多，容易出现叶状或者层状缺陷 ①比表面积大 ②疏松松散、含空气量大
2.粉料水分不足 ①颗粒间摩擦阻力大，易分层 ②强度低，易掉角
简介
超导体 （1911） 零电阻、完全抗磁性 液氦温区，高成本，难以广泛使用
YBCO是首个转变温度大于77K，即液氮温度的超导材 料，开创了高温超导的新领域。 （1987）
YBa2Cu3O7
YBCO材料制备
1.配料 Y2O3、BaCO3、CuO 2.研磨 3.初次烧结 770℃ 10h 4.压片 压力是关键因素 5.二次烧结 400℃之后通氧 6.打孔
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。
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,其电阻缓慢升高,而当到达某一温度时,其电阻在很窄的温区内,从n R 急剧地变为零,超导体呈现零电阻现象．为描述电阻陡降的突变过程,可以定义如下几个特征温度：起始转变温度起始T 是指电阻随温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 μ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烧结工艺制备的多晶超导块材料,其结构式为Yba 2Cu 3O 7-δ,式中δ为与超导样品氧含量有关的系数,样品的转变温度约为92K 左右,由于该样品无法用焊接法直接引出引线,四引线发的四根引线是用铟丝将细银丝粘压在高温超导样品表面,然后再焊在接线片上．所有引线均由德银管引出与德银管上端的接线插座相连,并由接头接到测量电路．C T 装置的示意图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出的孔道,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12mm 、厚度为1mm 的超导圆片,结构式为Yba 2Cu 3O 7-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.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1章立源等．超导物理．北京：电子工业出版社,2贾起民,郑永令．电磁学下册．上海：复旦大学出版社,——1903戴乐山．温度计量．北京：中国计量出版社,——1904吕斯骅,朱印康．近代物理实验技术．北京：高等教育出版社,5俞永勤等．频率法在高温超导体中的应用．低温与超导,1989,174：39——42。
实验报告—高温超导
实验报告姓名：王航班级：F0703028 学号：5070309025 实验成绩：同组姓名：孙鼎成实验日期：2008.10.20 指导教师：助教35 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PN结的伏安特性与温度的关系。
3了解低温实验的测量方法。
实验原理：1高温超导在低温测量时，为了减少漏热，样品的测量引线又细又长，引线的电阻与样品的电阻相比不可忽略，对超导样品来说，引线的电阻要大很多。
为了减小引线电阻和接触电阻对测量带来的影响，通常采用四线测量法。
四线测量法的方法如图1所示，外两根导线为电流端，可以流过较大的测量电流，一般采用恒流源共电。
电流的大小可用标准电阻的电压算出。
内两根导线为电压端，引线中流过的电流极小，这样就可以避免引线电阻和接触电阻带来的测量误差。
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。
2高温超导材料电性转变温度并不是只由温度决定，只有保持在外磁场、流经电流和应力等值足够低时，超导样品的转变温度被称为超导临界转变温度T c．由于一般上述条件不能完全满足（比如地磁场），而且超导转变往往有一个区域，因此引入起始转变温度T c onset，零电阻温度T c0，和中点转变温度T c m来表示，一般所说的转变温度T c指的是T c m．高温超导体样品超导特性的测量采用如图1所示的四端接法，外两根导线为电流端，连接恒流电源. 内两根导线为电压端，连接内阻非常高的电压表. 这样可以避免引线电阻和接触电阻带来的测量误差．3PN结伏安特性与温度的关系在半导体理论中可导出PN结的电压V和电流密度J关系J=AT3+r2ex p[q(V−V g)K B T]其中常数r ≈ 1，A是比例因子，qV g=E g，E g是禁带宽度，V g称能隙电压。
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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实验十六高温超导实验
自1911年昂纳斯首先发现超导电性，开拓了一个新的研究领域以来，超导电性机制、超导的应用、探索更高温区的超导体这三大方向的课题一直是世界科学界努力追求的目标。
在随后年代里，有关超导理论以及超导的强电和弱电等方面的应用不断取得新进展。
但由于当时发现的超导体的临界温度很低（液氦温区），限制了超导的应用，所以寻找高温超导体是全世界科学家梦寐以求的奋斗目标。
1986年以来，探索高温超导材料的工作取得了重大进展。
世界各地相继发现了以钇钡铜氧（YBa2Cu3O）为代表的高临界温度（液氮温区）的氧化物超导体。
为了使同学们了解有关超导体的基本知识和基本性质，我们引入了此试验。
通过本实验观测高温超导体的两个基本特性：零电阻效应和完全抗磁性。
实验目的
1、了解高温超导材料的制备方法和检测与测试方法；
2、通过实验观测，了解超导体的两个基本特性。
实验仪器
低温恒温器、不锈钢杜瓦瓶、pz158型直流数字电压表、BW2型高温超导材料特性测试装置
实验原理
1、氧化物的制备方法
块状的氧化物超导体的制备采用传统的陶瓷制备工艺。
这一传统的制备工艺的典型制作方法是：混均原材料、烧结、研磨、压饼（成型）、烧结、再研磨、成型、烧结、…。
这样制成的超导样品可供一般性的实验研究用。
本实验所用的超导体正是基于上述方法制得的。
首先，选用纯度为四个九的Y2O3、化学纯的BaCO3、和CuO经干燥处理后，按Y:Ba:Cu＝1:2:3的原子数配比称量混合。
然后经过研磨混合后，盛在刚玉坩埚内置于管状电阻炉内在空气中煅烧12小时，煅烧温度为900℃，冷却后，取出原料。
在经研磨过筛后，用金属模具压制成行，然后将该样品坯放在刚玉板上再次放入电阻炉内进行烧结。
炉内放样品的温度950℃，连续烧结12小时。
随后将温度控制在730℃左右（即700℃<t<750℃）维持1.5小时。
最后切断电源，让样品随炉冷却。
在整个烧结和温度高于300℃的退火过程中，始终通以每分钟一升的氧气流。
待温度冷却到室温后去处置。
以上所介绍的是块状超导体的一般制备方法。
关于超导体线材的超导薄膜的制备方法这里不再详述。
2、超导体的基本性质
某种物质当温度高于或低于某一温度时，电阻变为零的性质称为超导电性，这种物质称为超导体。
电阻变为零的温度称为临界温度。
物体处在超导态时主要有两大特性，一个是零电阻效应，即超导体冷却到临界温度Tc以下时，电阻突然消失。
第二个特性是
完全抗磁性（迈纳斯效应），即在临界温度以下时，无论有无外加磁场，在样品内部其净
磁通密度恒为零（B=0）。
作为定义超导体的这两个效应是相互独立的，缺一不可的。
只
有同时具有零电阻效应和完全抗磁性的材料才是真正的超导体。
本实验仅从零电阻这一侧面来确定YBa2Cu3O超导体的临界温度。
迈纳斯效应可用磁悬浮试验来演示。
把一个小的永久磁体放在超导体之上，当温度降至Tc以下时，由于
永久磁体的磁力线被完全排斥处于超导体外，在永久磁体和超导体之间存在的斥力可以
将永久磁体浮在超导体的上方。
3、超导临界温度的测量原理及装置
实验上可以用电测量法测量电阻随温度变化的曲线，利用零电阻效应确定超导临界
温度Tc。
也可以利用磁测法测量磁化率随温度变化曲线，利用超导转变时磁化率由顺磁
性变为完全抗磁性的效应来确定Tc。
本实验
实验上，超导电性的测量采用四引线法来
测量的。
测量线路的原理如图1所示。
其中外端的两根引线为电流引线，中间的
两根引线为电压引线。
样品的电阻由V/I得
到。
在测量低电阻时，采用四引线是十分必要
的。
因为在低温实验中引线往往又细又长，引
线电阻和接触电阻较大。
采用四引线法可以有
四引线法测量的基本原理是：恒流源通过两根电流引线将测量电流提供给待测样品，而数字电压表则是通过两根引线来测量电流I在样品上所形成的电势V。
由于两根电压引线与样品的接点处在两根电流引线的结点之间，因此排除了电流引线和样品之间的接触电阻对测量的影响；又由于数字电压表的阻抗很高（一般为108Ω量级），电压引线的引线电阻以及它们与样品之间的接触电阻对测量的影响可以忽略不计。
因此，四引线测量法减小甚至排除了引线电阻对测量的影响，是国际上通用标准测量方法。
另外，直流低电势的测量中，克服乱真电动势的影响是十分必要的。
实际上，即使电路中没有来自外电源的电动势，只要存在材料的不均匀性和温差，就会有温差电动势存在，该电动势通常称为乱真电动势。
在实验中可以通过电流换向的办法来消除乱真电动势的影响，因为整个回路的乱真电动势不会随电流方向的改变而改变，只要测出通正、反向电流时数字电压表上的电压读数V＋和V－，再利用公式：
R =（V＋－V－）/ 2I(1)
即可算出样品真正的电阻。
本实验中的温度计是金属铂电阻温度计。
金属铂具有很好的化学稳定性，利用纯度很高的铂制成的标准电阻温度计，是历来国际温标所使用的标准内插仪器。
在70k-140k 温度范围内，试验中所使用的铂电阻温度具有很好的线性关系。
对于每套实验用铂电阻温度计，试验给出了相应的标准数据表，另外给出学生实验用的简化公式
T （R ）= aR ＋ b (2)
中的a 和b 值。
实验装置主要有杜瓦瓶、Tc 测试
杆、直流放大器和测试线路组成。
Tc
测试杆（如图3）是由紫铜恒温块、
铜套和提拉杆三部分组成，核心部分
是紫铜恒温块，利用其良好的导热性
来取得较好的温度均匀区，使固定在
恒温块上的样品和温度计的温度一致。
铜套的作用是使样品与外界环境隔离，以减小样品温度波动。
提拉杆
采用低导热的德银管以减小漏热对样品的影响。
测试管有八根引线，四根用于超导样品，另四根为铂电阻温度计所用。
实验线路如图4所示。
图中样品及铂电阻温度计的电阻测量均采用四引线连接方法，分别由两个恒流源Is 和Ir 提供电流，而电压引线分别将转换的电压信号和相应的数字电压表相连，也可以和X-Y 函数记录仪和X 轴和Y 轴相连，由X-Y 函数记录仪直接记录R-T 曲线。
两只标准电阻Rs 和电压表3和4 用来确定线路
中流过的电流大小。
在实验过程中，用液面计来控制降温速
度，液面计实质是温差电偶，它能把温差信号
转化为电压信号，它有两个端点，分别是液面
计和液面计参考端。
当两个端点之间没有温差
时（都在液氮里），输出电压信号为零，当Tc
测试管有温差时输出电压不为零。
通过控制电
压为零，我们使液面和液面计平齐，这样降温
速度比较合适（不会太快和太慢）。
当输出电
压不为零（正值）时，液面计已露在液氮上方，
这时我们要及时调节提拉杆，使输出电压为零
（注意调节时，输出电压一定要缓慢变为零）。
实验步骤
1、按实验线路图4连接好线路，数字电
压表预热后调零。
2、调恒流源I s 及Ir 为mA 量级（通常为1mm ），记下数字电压表1（测样品两端的电压V ＋和 V －）和数字电压2（测铂电阻两端的电压）的示数。
由此可确定常温下样品和铂电阻的电阻值。
3、将测试管小心的插入盛有液氮的低温杜瓦瓶中（小心不要让液氮溅到皮肤上），调节提拉杆使液面计与液面平齐（此时液面计档输出电压为零），使样品降温。
4、同时记录不同温度下数字电压表1（包括V ＋和 V －）和数字电压表2
的读数，直 图3 Tc 测试管图
图2 铂电阻温度计电阻随温度的变化
到数字电压表1（包括V ＋和 V －）的示数为零为止。
在测量过程中，注意通过提拉样品杆控制样品的变温速度，不宜使其降温过快。
5、试验完毕，取出测试杆，样品温度会上升，观察数字电压表的变化。
6、处理数据，根据实验室所给资料，查出不同铂电阻所对应的温度值，作R －T 曲线，求出超导体的临界温度Tc 。
注意事项
1、所有测量必须在同
一次降温过程中完成，应避
免紫铜恒温块的温度上下波
动。
如果实验失败，必须将
低温恒温器从杜瓦容器中取
出并用电吹风机加热使其接
近室温，待低温恒温器温度
计示值重新恢复到室温数据
附近时，重做本实验。
这样
势必会大大延误实验时间，
所以应避免实验失败，一次
性取齐数据。
2、在电源盒接通220V
电源之前，一定要检查好所有的电路的连接是否正确，各分电源应处于断开状态。
3、低温下，塑料套管又硬又脆，极易折断，在实验结束取出低温恒温器时，一定要避免温差电偶和液面计的参考端与杜瓦容器（特别是出口处）相撞。
4、在旋松固定螺母并下移拉杆时，一定要握紧拉杆，以免拉杆下滑。
5、低温恒温器的引线拉杆只有0.5mm 厚，注意一定不要使其受力，以免变形或损坏。
6、杜瓦容器底部的真空封嘴已用一段附加的不锈钢圆管加以保护，切忌磕碰。
7、使用液氮时一定要小心，不要溅到皮肤上。
图4 实验线路图。