电动势与温度关系的测定
电动势与温度关系的测定
一、实验目的
1. 了解可逆电池、可逆电极、盐桥等概念，掌握电位差计的测量原理和使用方法。
2. 掌握用电动势法测定化学反应热力学函数的原理和方法。
3. 测定电池在不同温度下的电动势值，并计算电池反应的热力学函数。
二、实验原理
电池由正、负两个电极组成。电池在放电过程中，正极发生还原反应，负极发生氧化反应，电池内部还可能发生其它过程（如发生离子迁移）。电池反应是电池中所有反应的总和。从化学热力学知道，在恒温恒压可逆条件下，电池反应的自由能的改变值等于对外所作的最大非体积功，如果非体积功只有电功一种，则有：
,()r T P G zFE =- （1）
式中z 为电池输出元电荷的物质的量，单位为摩尔（mol ）；E 为可逆电池的电动势，单位为伏特（V ）；F 为法拉第常数。
上式只有在恒温恒压可逆条件下才能成立，这就首先要求电池反应本身是可逆的，即要求电池的电极反应是可逆的，且不存在任何不可逆的液接界。另外，电池还必须在可逆的情况下工作，即放电和充电过程必须发生在接近平衡状态下，所通过的电流必须十分微小。
化学反应的热效应可以直接用量热计测量，也可以用电化学方法来测量。将化学反应设计成可逆电池，在一定条件下，电池的电动势可以准确测得。因此，用电化学方法所得数据较热化学方法所得数据更可靠。
利用对消法可以测定电池的电动势E ，即可计算出相应的电池反应的自由能
改变值 ，可以通过可逆电池电动势测定的电化学方法来解决热力学问
题。
根据吉布斯－亥姆霍茨公式：
（2）
将（18－1）式代入（18－2）式，得： ()r p E H zFE zFT T
?=-+?
由于
（3）
将（2）式代入（3）式，得：
(
)r p E
S zF T
?=? （4） 因此，将化学反应设计成一个可逆电池，在恒定温度和压力下，测量电池的电动势，代入（1）式，即可得到该恒定温度下的反应的自由能改变值。连续测定各个温度下该可逆电池的电动势，将电池的电动势对温度作图，由此曲线的斜率可以计算出任一温度下的 (
)p E
T
??值，将此值代入（3）式和（4）式，即可求得
该反应在一定温度下的热力学函数
和 。
本实验化学反应式为：
为求此反应的热力学函数，可将该反应设计成一个可逆的电池：
电池电动势不能直接用伏特计来测量，因伏特计与电池接通后，必须有适量的电流通过才能使伏特计显示，这时电池已是不可逆电池。另外电池本身有内阻，伏特计测量的是两电极的电位降，所以测量可逆电池的电动势必须在几乎没有电流通过的情况下进行。测定电动势常用波根多夫（Poggendoff）对消法进行。
将电池加盐桥，以消除液体接界电势，可以近似地当作可逆电池来处理。所谓盐桥，是指一种正负离子迁移数比较接近的盐类所构成的桥，用来连接原来产生显著液接界电势的两种液体，从而使其彼此不直接接界。常用的盐桥是3％洋菜－饱和KCl盐桥，也可用NH4NO3或KNO3盐桥。
这样，根据不同温度下的电动势数据，就可以计算出该反应的热力学函数。
三、实验步骤
1、电极处理：
1）Zn电极：用细砂纸把Zn电极擦亮，用蒸馏水洗净擦干。
2）Pt电极：用蒸馏水洗净擦干。
2、电池的组装：
1）取两个电解池，放置于支架上，用乳胶管将电解池和盐桥连接，构成U形管。移取1.0mol/LZnCl2溶液20mL注入一个电解池；移取0.2mol/mLK3Fe(CN)6溶液10mL和0.2mol/mLK4Fe(CN)6溶液10mL注入另一个电解池。
2）将Zn电极插入到ZnCl2溶液一侧，Pt电极插入到K3Fe(CN) 6和K4Fe(CN) 6
溶液一侧。
3、将支架放入玻璃恒温水浴中，调节水浴温度为25℃。用玻璃棒搅拌电解池内溶液后，迅速连接好测试线路（Zn接负极，Pt接正极）。
4、电位差计的校正：
1）将所有旋钮置于“0”处，补偿旋钮左旋至底。
2）将“测量选择”旋钮置于“内标”处，将100旋钮置于“1”处。
3）待“检零指示”数值稳定后，按下“采零”键，此时“检零指示”为0000。4）将“测量选择”旋钮置于“测量”处，100旋钮置于“0”处。
5、电动势的测量：
开动水浴，恒温15min后进行测量。
1）调节100-104旋钮，使“检零指示”显示为负数且绝对值最小。
2）调节补偿旋钮，使“检零指示”为0000，此时“电位显示”数值为被测电动势数值，记录两次数据。
注意事项：不可大力旋转旋钮，防止仪器损坏。
6、以相同方法测量30℃、35℃、40℃、45℃、50℃的电池电动势，分别记录两次数据
注意事项：在每一个温度的电动势测量结束后，100-104旋钮置于“0”处，补偿旋钮左旋至底，方可进行下一个温度的测试。
7、实验结束后，将100-104旋钮置于“0”处，补偿旋钮左旋至底，关闭电源；将盐桥重新放入溶液中浸泡，电解池洗净。
图1电池装置图
A．Pt电极； D．锌电极； B．K3Fe(CN)6 + K4Fe(CN)6溶液；
E．ZnCl2溶液； C．导气管；f．盐桥； g．液封
1. 将所测得的不同温度下的电动势E 与热力学温度T 作图，并由图上的曲线斜
率求取不同温度下的电动势的温度系数()p E
T ?? 。
2. 将不同温度下的电动势E 和电动势的温度系数(
)p E
T
?? 的数值代入公式，计算在25℃、30℃、35℃、40℃和45℃时的r G 、r S 和r H 的数值。
五、思考题
1. 测定电动势要用对消法，对消法的原理是什么？
2. 电位差计的“平衡指示”始终要调节为零，若不为零说明什么？
SDC-Ⅱ 数字电位差综合测试仪
操作规程
一、特点
1、 一体化设计：将UJ 系列电位差计、光电检流计、标准电池等集成一体，体积小，重量轻，便于携带。
2、数字显示：电位差值六位显示，数值直观清晰、准确可靠。
3、内外基准：既可使用内部基准进行校准，又可外接标准电池作基准进行校准，使用方便灵活。
4、准确度高：保留电位差计测量功能，真实体现电位差计对比检测误差微小的优势。
5、性能可靠：电路采用对称漂移抵消原理，克服了元器件的温漂和时漂，提高测量的准确度。
二、使用方法
（一）开机
用电源线将仪表后面板的电源插座与～220V电源连接，打开电源开关（ON），预热15分钟再进入下一步操作。
（二）以内标为基准进行测量
1．校验
①将“测量选择”旋钮置于“内标”。
②将测试线分别插入测量插孔内,将“100”位旋钮置于“1”，“补偿”旋钮逆时针旋到
底，其他旋钮均置于“0”，此时，“电位指标”显示“1.00000”V,将两测试线短接。
③待“检零指示”显示数值稳定后，按一下键，此时，“检零指示”显示为“0000”。2．测量
①将“测量选择”置于“测量”。
②用测试线将被测电动势按“＋”、“－”极性与“测量插孔”连接。
③调节“100－10-4”五个旋钮，使“检零指示”显示数值为负且绝对值最小。
④调节“补偿旋钮”，使“检零指示”显示为“0000”，此时，“电位显示”数值即为被
测电动势的值。
（三）以外标为基准进行测量
1．校验
①将“测量选择”旋钮置于“外标”。
②将已知电动势的标准电池按“＋”、“－”极性与“外标插孔”连接。
③调节“100－10－4”五个旋钮和“补偿”旋钮，使“电位指示”显示的数值与外标电池
数值相同。
④“检零指示”显示为“0000”。2．测量
①拔出“外标插孔”的测试线，再用测试线将被测电动势按“＋”、“－”极性接入“测
量插孔”。
②将“测量选择”置于“测量”。
③调节“100－104”五个旋钮，使“检零指示”显示数值为负且绝对值最小。
④调节“补偿旋钮”，使“检零指示”为“0000”，此时，“电位显示”数值即为被测电
动势的值。
（四）关机：
实验结束后关闭电源。
居里温度的测定_实验报告
钙钛矿锰氧化物居里温度的测定 物理学院 111120160 徐聪 摘要：本文阐述了居里温度的物理意义及测量方法，测定了钙钛矿锰氧化物样品 在不同实验条件下的居里温度，最后对本实验进行了讨论。 关键词：居里温度，钙钛矿锰氧化物，磁化强度，交换作用 1. 引言 磁性材料的自发磁化来自磁性电子间的交换作用。在磁性材料内部，交换作用总是力图使原子磁矩呈有序排列：平行取向或反平行取向。但是随着温度升高，原子热运动能量增大，逐步破坏磁性材料内部的原子磁矩的有序排列，当升高到一定温度时，热运动能和交换作用能量相等，原子磁矩的有序排列不复存在，强磁性消失，材料呈现顺磁性，此即居里温度。 不同材料的居里温度是不同的。材料居里温度的高低反映了材料内部磁性原子之间的直接交换作用、超交换作用、双交换作用。因此，深入研究和测定材料的居里温度有着重要意义。 2.居里温度的测量方法 测量材料的居里温度可以采用许多方法。常用的测量方法有： （1）通过测量材料的饱和磁化强度的温度依赖性得到曲线，从而得到降为零时对应的居里温度。这种方法适用于那些可以用来在变温条件下直接测量样品饱和磁化强度的装置，例如磁天平、振动样品磁强计以及等。 （2）通过测定样品材料在弱磁场下的初始磁导率的温度依赖性，利用霍普金森效应，确定居里温度。 （3）通过测量其他磁学量（如磁致伸缩系数等）的温度依赖性求得居里温度。 （4）通过测定一些非磁学量如比热、电阻温度系数、热电势等随温度的变化，随后根据这些非磁学量在居里温度附近的反常转折点来确定居里温度。 3. 钙钛矿锰氧化物 钙钛矿锰氧化物指的是成分为(R是二价稀土金属离子，为一价碱土金属离子)的一大类具有型钙钛矿结构的锰氧化物。理想的型(为稀土或碱土金属离子，为离子)钙钛矿具有空间群为的立方结构，如以稀土离子作为立方晶格的顶点，则离子和离子分别处在体心和面心的位置，同时，离子又位于六个氧离子组成的八面体的重心，如图1(a)所示。图1(b)则是以离子为立
南京大学_居里温度的测量
铁磁性材料居里温度的测量 ——近代物理实验报告
2012年6月 【摘要】居里温度是指材料可以在铁磁体和顺磁体之间改变的温度，即铁电体从铁磁性转变成顺磁性的相变温度，不同材料的居里温度时不同的。本次实验通过测定磁化强度随温度变化，用函数拟合的方法找出电压变化最快的温度，作为测定样品的居里温度，最后对本实验进行了讨论。 【关键词】钙钛矿锰氧化物；居里温度；实部；拟合；斜率 一．实验目的 1．初步了解铁磁性物质由铁磁性转变为顺磁性的微观机理。 2．学习JZB-1型居里温度测试仪测定居里温度的原理和方法。 二．实验原理 1．居里温度 磁性材料的自发磁化来自磁性电子间的交换作用。在磁性材料内部，交换作用总是力图使原子磁矩呈有序排列：平行取向或反平行取向。但是随着温度升高，原子热运动能量增大，逐步破坏磁性材料内部的原子磁矩的有序排列，当材料达到一定温度时，热运动能和交换作用能量相等，原子磁矩的有序排列不复存在，强磁性消失，材料呈现顺磁性，这时的温度就是居里温度。因此，居里温度是指铁磁性或亚铁磁性材料由铁磁性或亚铁磁性状态转变为顺磁性状态的临界温度。但是，由 --数于铁磁性或亚铁磁性材料的磁化率大于0，且数值很大，而顺磁性物质的磁化率只有53 1010 量级，所以在转变点附近，材料磁性很弱，因此，在要求不太严格的情况下，常常把强磁性材料的磁化率强度随着温度的升高降为零的温度看成是居里温度。
居里温度是材料本身的特性，不同的材料有着不同的居里温度，对于钙钛矿锰氧化物的居里温度则较低，约小于370K 。材料的居里温度反映了材料内部磁性原子之间的直接交换作用、超交换作用或双交换作用的强弱。因此，深入研究和测定材料的居里温度有着重要的意义。 2．居里温度的测量方法 测量材料的居里温度可以采用许多方法。 （1）通过测量材料的饱和磁化强度的温度依赖性得到Ms T -曲线，从而得到T 降为零时对应的居里温度。这种方法适用于那些可以用来在变温条件下直接测量样品饱和磁化强度的装置。图1示出了纯Ni 的饱和磁化强度的温度依赖性。由图可以确定Ni 的居里温度。 图2.1 纯Ni 的饱和磁化强度的温度依赖性 （2）通过测定样品材料在弱磁场下的初始磁导率的温度依赖性，利用霍普金森效应，确定居里温度。 （3）通过测量其他磁学量（如磁致伸缩系数等）的温度依赖性求得居里温度。 （4）通过测定一些非磁学量如比热、电阻温度系数、热电势等随温度的变化，随后根据这些非磁学量在居里温度附近的反常转折点来确定居里温度。 3. 钙钛矿锰氧化物 钙钛矿锰氧化物指的是成分为3RL XAXMnO - (R 是二价稀土金属离子，A 为一价碱土金属离子)的一大类具有型钙钛矿结构的锰氧化物。理想的3ABO 型,钙钛矿具有空间群为3Pm m 的立方结构，如以稀土离子A 作为立方晶格的顶点，则Mn 离子和O 离子分别处在体心和面心的位置，同时，
居里温度测定
钙钛矿锰氧化物居里温度的测定 摘要：居里温度是指材料可以在铁磁体（亚铁磁体）和顺磁体之间改变的温度，即铁电体从铁磁性（亚铁磁性）转变成顺磁性的相变温度。不同材料的居里温度时不同的。本次实验是通过测定弱交变磁场下磁化强度随温度变化来测定样品的居里温度。本文阐述了居里温度的物理意义及测量方法，测定了钙钛矿锰氧化物样品在实验条件下的居里温度，最后对本实验进行了讨论 关键词：居里温度、钙钛矿锰氧化物、磁化强度 M-T曲线。 一、引言 磁性材料的自发磁化来自磁性电子间的交换作用。在磁性材料内部，交换作用总是力图使原子磁矩呈有序排列：平行取向或反平行取向。但是随着温度升高，原子热运动能量增大，逐步破坏磁性材料内部的原子磁矩的有序排列，当升高到一定温度时，热运动能和交换作用能量相等，原子磁矩的有序排列不复存在，强磁性消失，材料呈现顺磁性，此即居里温度。不同材料的居里温度是不同的。材料居里温度的高低反映了材料内部磁性原子之间的直接交换作用、超交换作用、双交换作用。因此，深入研究和测定材料的居里温度有着重要意义。 二、实验目的 1．了解磁性材料居里温度的物理意义。 2．测定钙钛氧锰氧化物样品的居里温度。 三、实验原理 1.居里点 物体在外磁场下产生不同的磁矩，M=(1+χm)。根据其性质不同可分为抗磁性 （χm<0），顺磁性（χm>0），铁磁性（χm～10?106，自发磁化）等。此外还有反铁磁性和亚铁磁性等其他性质复杂的磁性物质。其中铁磁性物质的磁特性会随温度的变化而改变。当温度上升到某一温度时，铁磁性材料会由铁磁状态转变为顺磁状态，这个温度称之为居里温度，以T c表示，并且之后χm?T关系服从居里外斯定律，即χm=C/(T?T c)，其中C是居里常数。 2.居里温度的测量方法 通过测定材料的饱和磁化强度和温度依赖性得到Ms—T曲线，从而得打Ms降为零时所对应的居里温度。这种方法适用于那些可以用来在变温条件下直接测量样品饱和磁化强度的装置，例如磁天平、振动样品磁强计以及SQUID等。图1示出了纯Ni的饱和磁化强度的度依赖性。由图(1)可以确定Ni的居里温度。
铁磁材料居里温度测试实验
铁磁材料居里温度测试实验 【实验目的】 1．了解铁磁物质由铁磁性转变为顺磁性的微观机理。 2．利用交流电桥法测定铁磁材料样品的居里温度。 3．分析实验时加热速率和交流电桥输入信号频率对居里温度测试结果的影响。 【实验仪器】 FD-FMCT-A铁磁材料居里温度测试实验仪，示波器检 【实验原理】 一、概述：磁性材料在电力、通讯、电子仪器、汽车、计算机和信息存储等领域有着十分广泛的应用，近年来已成为促进高新技术发展和当代文明进步不可替代的材料，因此在大学物理实验开设关于磁性材料的基本性质的研究显得尤为重要。 铁磁性物质的磁特性随温度的变化而改变，当温度上升至某一温度时，铁磁性材料就由铁磁状态转变为顺磁状态，即失掉铁磁性物质的特性而转变为顺磁性物质，这个温度称为居里温度，居里温度是表征磁性材料基本特性的物理量，它仅与材料的化学成分和晶体结构有关，几乎与晶粒的大小、取向以及应力分布等结构因素无关，因此又称它为结构不灵敏参数。测定铁磁材料的居里温度不仅对磁材料、磁性器件的研究和研制，而且对工程技术的应用都具有十分重要的意义。 本实验仪根据铁磁物质磁矩随温度变化的特性，采用交流电桥法测量铁磁物质自发磁化消失时的温度，该方法具有系统结构简单，性能稳定可靠等优点，通过对软磁铁氧体材料居里温度的测量，加深对这一磁性材料基本特性的理解。仪器配有自动采集系统，可以通过计算机自动扫描分析， 二、实验原理 1．铁磁质的磁化规律 由于外加磁场的作用，物质中的状态发生变化，产生新的磁场的现象称为磁性，物质的磁性可分为反铁磁性（抗磁性）、顺磁性和铁磁性三种，一切可被磁化的物质叫做磁介质，在铁磁质中相邻电子之间存在着一种很强的”交换耦合“作用,在无外磁场的情况下，它们的自旋磁矩能在一个个微小区域内“自发地”整齐排列起来而形成自发磁化小区域，称为磁畴。在未经磁化的铁磁质中，虽然每一磁畴内部都有确定的自发磁化方向，有很大的磁性，但大量磁畴的磁化方向各不相同因而整个铁磁质不显磁性。如图1所示，给出了多晶磁畴结构示意图。当铁磁质处于外磁场中时，那些自发磁化方向和外磁场方向成小角度的磁畴其体积随着外加磁场的增大而扩大并使磁畴的磁化方向进一步转向外磁场方向。另一些自发磁化方向和外磁场方向成大角度的磁畴其体积则逐渐缩小，这时铁磁质对外呈现宏观磁性。当外磁场增大时，上述效应相应增大，直到所有磁畴都沿外磁场排列好，介质的磁化就达到饱和。
金属电阻率及其温度系数
金属电阻率及其温度系数金属电阻率及其温度系数 物质物质 温度温度 t/℃ t/℃ t/℃ 电阻率电阻率 Ω·m 电阻温度系数电阻温度系数 a a R /℃-1 银 20 1.586×10-8 0.0038(20℃) 铜 20 1.678×10-8 0.00393(20℃) 金 20 2.40×10-8 0.00324(20℃) 铝 20 2.6548×10-8 0.00429(20℃) 钙 0 3.91×10-8 0.00416(0℃) 铍 20 4.0×10-8 0.025(20℃) 镁 20 4.45×10-8 0.0165(20℃) 钼 0 5.2×10-8 铱 20 5.3×10-8 0.003925(0℃~100℃) 钨 27 5.65×10-8 锌 20 5.196×10-8 0.00419(0℃~100℃) 钴 20 6.64×10-8 0.00604(0℃~100℃) 镍 20 6.84×10-8 0.0069(0℃~100℃) 镉 0 6.83×10-8 0.0042(0℃~100℃) 铟 20 8.37×10-8 铁 20 9.71×10-8 0.00651(20℃) 铂 20 10.6×10-8 0.00374(0℃~60℃) 锡 0 11.0×10-8 0.0047(0℃~100℃) 铷 20 12.5×10-8 铬 0 12.9×10-8 0.003(0℃~100℃) 镓 20 17.4×10-8 铊 0 18.0×10-8 铯 20 20×10-8 铅 20 20.684×10-8 0.00376(20℃~40℃) 锑 0 39.0×10-8 钛 20 42.0×10-8 汞 50 98.4×10-8 锰 23~100 185.0×10-8 锰铜 20 44.0×10-8 康铜 20 50.0×10-8 镍铬合金 20 100.0×10-8 铁铬铝合金 20 140.0×10-8 铝镍铁合金 20 160.0×10-8 不锈钢 0~900 70~130×10-8 不锈钢304 20 72×10-8 不锈钢316 20 74×10-8
居里温度的测量
实验十一 居里温度的测量 居里温度是表征磁性材料性质和特征的重要参量，测量磁导率和居里温度的仪器很多，例如磁天平、振动样品磁强计、磁化强度和居里温度测试仪等，测量方法有感应法、谐振法、电桥法等． 【实验目的】 1. 初步了解铁磁性物质由铁磁性转变为顺磁性的微观机理． 2. 学习JZB-1型居里温度测试仪测定居里温度的原理和方法． 3. 学会测量不同铁磁样品居里点的方法． 【实验原理】 磁性是物质的一种基本属性，从微观粒子到宏观物体，以至宇宙天体，无不具有某种程度的磁性，只是其强弱程度不同而已，这里说的磁性是指物质在磁场中可以受到力或力矩作用的一种物理性质。使物质具有磁性的物理过程叫做磁化，一切可以被磁化的物质都叫做磁介质．磁介质的磁化规律可用磁感应强度B 、磁化强度M 、磁场强度H 来描述，当介质为各向同性时，它们满足下列关系： ()()H H H M H B r m μμμχμμ==+=+=0001 （1） 其中m r χμ+=1，r μ称为相对磁导率，是个无量纲的量．为了简便，常把r μ简称为介质磁导率，m χ称为磁化率，m H /1047 0-?=πμ称为真空磁导率，r μμμ0=称为绝对磁导率．H M m χ=． 在真空中时0=M ，H 和B 中只需一个便可完全描述场的性质．但在介质内部，H 和B 是两个不同的量，究竟用H 还是用B 来作为描述磁场的本征量，根据磁场的性质有各种不同的表现来选择．因为H 和B 两者描述了不同情况下磁场的性质，它们都是描述磁场性质的宏观量，都是真正的物理量．在某些问题中，比如在电磁感应、霍尔效应、测量地磁水平分量等问题中，由于起作用的是磁通量的时间变化率，牵涉到的是B ；而如果考虑材料内部某处磁矩所受的作用时，起作用的就是H ，比如求退磁能及磁矩所做的功等。 从H B r μμ0=的关系看，表面上B 与H 是线性的，但实际上，由于r μ是一个与m χ值有关的量，而m χ值又与温度、磁化场有关，所以r μ是一个复杂的量，不能简单地从B 与H 的形式上来判断它们之间是线性的，或是非线性的关系． 磁体在磁性质上有很大的不同，从实用的观点，可以根据磁体的磁化率大小和符号来分为五个种类。 (1)抗磁性：是一种原子系统在外磁场作用下，获得与外磁场方向反向的磁矩的现象。某些物质当它们受到外磁场H 作用后，感生出与H 方向相反的磁化强度，其磁化率0
铁磁性材料居里温度的测试
铁磁性材料居里温度的测试 铁磁性物质的磁性随温度的变化而改变。温度上升到某一温度时，铁磁性材料就由铁磁状态转变为顺磁状态，即失掉铁磁性物质的特性而转变为顺磁性物质，这个温度称之为居里 表示。居里温度是磁性材料的本征参量之一，它仅与材料的化学成分和晶体结温度，以T c 构有关，几乎与晶粒的大小、取向以及应力分布等组织结构因素无关，为组织和结构不敏感参量。测定铁磁性材料的居里温度不仅对磁性材料、磁性器件的研究和研制，而且对工程技术应用都具有十分重要的意义。 一、数据记录、处理及误差分析 1、实验前应列出记录数据的表格（参见表9—1、9—2），记录时准确定出有效数字位数。注意：要求记录不同样品的（室温）初始（输出）感应电压值。 表9-1磁滞回线消失时所对应的温度值及初始（输出）感应电压值 表9-2感应电动势积分值ε'及其对应的温度T值
2、绘出每个样品的U~T 曲线，按照图9—5的方法确定各自的居里点Tc ，并与通过示波器观察样品磁滞回线消失温度来确定居里点Tc 方法得到的结果进行比较，并加以分析讨论。 20 30 40 50 60 70 80 90 050100150200250300 350400 i n d u c e d v o l t a g e (m V ) temperature(℃) 图1-1 试样一的U~T 曲线 示波器法测得Tc=85℃(室温26℃) U~T 曲线用切线法测得Tc=85.2℃ 050100150200250300 350400i n d u c e d v o l t a g e (m V ) temperature(℃) 图1-2 试样二的U~T 曲线 示波器法测得Tc=130.6℃(室温25℃) U~T 曲线用切线法测得Tc=130.2℃
电阻温度系数
电阻温度系数(TCR表示电阻当温度改变 1 度时，电阻值的相对变化，当温度每升高1C 时，导体电阻的增加值与原来电阻的比值。单位为ppm/C(即10E (-6 )「C)。定义式如下：T CR=dR/R.dT 实际应用时，通常采用平均电阻温度系数，定义式如下：TCR(平均)=(R2-R1) /( R1*( T 2-T1 )) = (R2-R1) /(R1* △ T) R1--温度为t1时的电阻值，Q; R2--温度为t2时的电阻值，Q。 很多人对镀金，镀银有误解，或者是不清楚镀金的作用，现在来澄清下。。。 1。镀金并不是为了减小电阻，而是因为金的化学性质非常稳定，不容易氧化，接头上镀金是为了防止接触不良(不是因为金的导电能力比铜好) 。 2。众所周知，银的电阻率最小，在所有金属中，它的导电能力是最好的。 3 。不要以为镀金或镀银的板子就好，良好的电路设计和PCB 的设计，比镀金或镀银对电路性能的 影响更大。 4。导电能力银好于铜，铜好于金！现在贴上常见金属的电阻率及其温度系数：物质温度t/C 电阻率电阻温度系数aR/ C-1 银20 1.586 0.0038(20 C ) 铜20 1.678 0.00393(20 C ) 金20 2.40 0.00324(20 C ) 铝20 2.6548 0.00429(20 C ) 钙0 3.91 0.00416(0 C ) 铍20 4.0 0.025(20 C ) 镁20 4.45 0.0165(20 C ) 钼0 5.2 铱20 5.3 0.003925(0 C~100 C) 钨27 5.65 锌20 5.196 0.00419(0 C~100 C) 钴20 6.64 0.00604(0 C~100 C) 镍20 6.84 0.0069(0 C~100 C) 镉0 6.83 0.0042(0 C~100 C) 铟20 8.37 铁20 9.71 0.00651(20 C ) 铂20 10.6 0.00374(0 C~60C ) 锡0 11.0 0.0047(0 C~100 C) 铷20 12.5 铬0 12.9 0.003(0 C~100 C ) 镓20 17.4 铊0 18.0 铯20 20 铅20 20.684 (0.0037620 C~40C ) 锑0 39.0 钛20 42.0 汞50 98.4 锰23?100 185.0 电阻的温度系数，是指当温度每升高一度时，电阻增大的百分数。 例如，铂的温度系数是0.00374/ C。它是一个百分数。 在20 C时，一个1000欧的铂电阻，当温度升高到21 C时，它的电阻将变为1003.74欧。 实际上，在电工书上给出的是电阻率温度系数”，因为我们知道，一段电阻线的电阻由四个 因素决定：1、电阻线的长度；2、电阻线的横截面积；3、材料；4、温度。前三个因素是自身因素，第四个因素是外界因素。电阻率温度系数就是这第四个因素的作用大小。 实验证明，绝大多数金属材料的电阻率温度系数都约等于千分之4左右，少数金属材料的电 阻率温度系数极小，就成为制造精密电阻的选材，例如：康铜、锰铜等。
居里温度测定实验报告 南京大学
南京大学 近代物理实验报告 12.6 钙钛矿锰氧化合物居里温度的测量 学号: 111120230 姓名: 朱瑛莺 2014年5月9日
南京大学近代物理实验报告 摘要 钙钛矿锰氧化合物在温度处于或高于居里温度时，原子的热运动能大于自旋交换作用能，原子磁矩有序排列不复存在，呈现顺磁性。本实验通过测量样品磁化强度随 曲线，得到材料的居里温度。 温度的变化并绘制M T 关键词：居里温度钙钛矿锰氧化物磁化强度补偿线圈
南京大学近代物理实验报告 1 引言 1、磁性材料的自发磁化来自磁性电子间的交换作用。在磁性材料内部，交换作用总是力图使原子磁矩呈有序排列：平行取向或反平行取向。但是随着温度升高，原子热运动能量增大，逐步破坏磁性材料内部的原子磁矩的有序排列，当升高到一定温度时，热运动能和交换作用能量相等，原子磁矩的有序排列不复存在，强磁性消失，材料呈现顺磁性，此即居里温度。 不同材料的居里温度是不同的。材料居里温度的高低反映了材料内部磁性原子之间的直接交换作用、超交换作用、双交换作用。因此，深入研究和测定材料的居里温度有着重要意义。 居里温度的测量方法 （1）通过测定材料的饱和磁化强度和温度依赖性得到Ms —T 曲线，从而得打Ms 降为零时所对应的居里温度。这种方法适用于那些可以用来在变温条件下直接测量样品饱和磁化强度的装置，例如磁天平、振动样品磁强计以及SQUID 等。图1示出了纯Ni 的饱和磁化强度的度依赖性。由图可以确定Ni 的居里温度。 图1 Ni 的Ms —T 曲线 图2 镍锌铁氧体的μi —T 曲线 （2）通过测定材料在弱磁场下的初始磁导率μi 的温度依赖性，利用霍普金森效应，确定居里温度。霍普金森效应指的是一些软磁材料的初始磁导率在居里点附近，由于磁晶各向异性常数K1 随温度升高而趋于零的速度远快于饱和磁化强度随温度的变化，而初始磁导率μi∝Ms2/K1，因此在局里温度附近，μi 会显示一最大值，随后快速趋于零的现象。 图2示出了不同成分的镍锌铁氧体的初始磁导率随温度的变化，这些材料的霍普金森效应十分明显。由图也可以确定各样品的居里温度。 （3）通过测量其他磁学量（如磁致伸缩系数等）的温度依赖性求得居里温度。 （4）通过测定一些非磁学量如比热、电阻温度系数、热电势等随温度的变化，随后根据这些非磁学量在居里温度附近的反常转折点来确定居里温度。 2、钙钛矿锰氧化物 钙钛矿锰氧化物指的是成分为31MnO A R x x (R 是二价稀土金属离子，A 为一价碱土金属离子)的一大类具有ABO 3型钙钛矿结构的锰氧化物。理想的ABO 3型(A 为稀土或 碱土金属离子，B 为Mn 离子。钙钛矿具有空间群为立方结构，如以稀土离子A 作为立方晶格的顶点，则Mn 离子和离B 子分别处在体心和面心的位置，同时，Mn 离子又
金属电阻率及其温度系数
全系列金属电阻率及其温度系数
常用金属导体在20℃时的电阻率 材料电阻率(Ω m) (1)银 1.65 ×10-8 (2)铜 1.75 ×10-8 (3)铝 2.83 ×10-8 (4)钨 5.48 ×10-8 (5)铁9.78 ×10-8 (6)铂 2.22 ×10-7 (7)锰铜 4.4 ×10-7 (8)汞9.6 × 10-7 (9)康铜 5.0 ×10-7 (10)镍铬合金 1.0 × 10-6 (11)铁铬铝合金1.4 ×10-6 (12) 铝镍铁合金1.6 × 10-6 (13)石墨(8～13)×10-6 金属温度（0℃）ρ αo , 100 锌20 ×10-3 ×10-3 5.9 4.2 铝（软）20 2.75 4.2 铝（软）–78 1.64 阿露美尔合金20 33 1.2 锑0 38.7 5.4 铱20 6.5 3.9 铟0 8.2 5.1 殷钢0 75 2 锇20 9.5 4.2 镉20 7.4 4.2 钾20 6.9 5.1① 钙20 4.6 3.3
金20 2.4 4.0 银20 1.62 4.1 铬（软）20 17 镍铬合金（克露美尔）—70—110 .11—.54 钴a 0 6.37 6.58 康铜—50 –.04–1.01 锆30 49 4.0 黄铜–5—7 1.4–2 水银0 94.08 0.99 水银20 95.8 锡20 11.4 4.5 锶0 30.3 3.5 青铜–13—18 0.5 铯20 21 4.8 铋20 120 4.5 铊20 19 5 钨20 5.5 5.3 钨1000 35 钨3000 123 钨–78 3.2 钽20 15 3.5 金属温度（0℃）ρ αo , 100 杜拉铝（软）— 3.4 铁（纯）20 9.8 6.6 铁（纯）–78 4.9 铁（钢）—10—20 1.5—5 铁（铸）—57—114 铜（软）20 1.72 4.3 铜（软）100 2.28 铜（软）–78 1.03 铜（软）–183 0.30 钍20 18 2.4 钠20 4.6 5.5① 铅20 21 4.2 镍铬合金（不含铁）20 109 .10 镍铬合金（含铁）20 95—104 .3—.5 镍铬林合金—27—45 .2—.34 镍（软）20 7.24 6.7 镍（软）–78 3.9 铂20 10.6 3.9 铂1000 43 铂–78 6.7 铂铑合金②20 22 1.4 钯20 10.8 3.7 砷20 35 3.9 镍铜锌电阻线—34—41 .25—.32 铍（软）20 6.4 镁20 4.5 4.0
铁磁材料居里温度的测量
铁磁材料居里温度的测量 一、实验目的 1、了解物质由铁磁性转变为顺磁性的微观机理。 2、学会一种测量铁磁材料居里点的实验方法。 3、测定铁磁环样品的居里温度。 二、实验原理 1、磁介质与物质的磁性 在磁场的作用下发生变化并反过来影响磁场的物质叫磁介质。磁介质在磁场作用下发生变化的过程叫磁化(任何物质都就是磁介质) 2、磁化的微观机制 安培的分子电流假说:每个分子内部电荷运动的总效果相当于一个圆形电流——分子电流 物质磁性的根源:原子内部电荷运动。 温度对磁性有显著影响。分子热运动,对磁畴磁矩有序排列有破坏作用,温度升高到一定数值,铁磁性消失。 居里点——铁磁材料失去磁性或者从铁磁相转变为顺磁相的温度(相变)。 测量原理: 给绕在待测样品磁环上的线圈L1通交变电流i(励磁电流),产生交变磁场H,使铁磁环反复磁化。样品中B与H的关系B=f(H)为磁滞回线。 由于H正比于L1的电流,因此可以用电流的信号代表H的信号。 在励磁电路中串接采样电阻R1,将其两端的电压讯号(与电流正比)经放大后, 送至示波器的X轴输入以表示H。
B就是通过副线圈L2中因磁通量变化而产生的感应电动势来测定的。 所以,磁环中B与L2上感应电动势积分成正比。将L2上经过R2C积分电路,从积分电容上取出B值,放大处理送至示波器Y轴输入。 示波器x轴输入反映H,Y轴输入反映B,示波器显示磁滞回线。当磁环被加热到一定温度,磁滞回线消失。对应温度即居里点。 三、实验仪器 JHD-Ⅱ型居里点测试仪: 1、电源箱(电源部分,温度设置控制,H、B信号处理部分); 2、加热炉 3、铁磁材料样品; 4、示波器。 四、注意事项 1、实验过程中适当调节X衰减,以显示较理想的磁滞回线。 2、每次须让加热炉降至常温再放入样品,以免温度传感器响应时间不同引起测量误差。 3、谨慎换放样品,不能拉扯金属插头外导线。 4、测800以上样品,小心高温烫伤。 5、观察磁滞回线时,两线圈有互感,故始终有感应电压。因此,当磁滞回线变为直线时,不能将Y轴输入衰减无限减小。 五、实验内容 一、观察材料升温过程中磁滞回线消失及居里点 1、连线、放样品。连线加热炉与电源箱面板;样品与电源箱专用线连接,放入
居里温度点测定
居里温度点测定 专业班号：材料01 姓名：薛飞学号：2010021023 【实验原理】 一．交流电桥的原理 在实际的电信号中，大量存在着不同频率的交流信号(或脉冲信号).因此,实际的元器件均表现为电抗特性,而非纯电阻.惠斯登电桥的四个臂如改为电抗元件(电阻、电感、电容或它们的组合)，就是交流电桥。它有着比惠斯登电桥更广泛的用途，可用于测量元件的交流电阻、电感、电容、磁性材料磁导率、电容的介质损耗等。还可利用交流电桥的平衡条件与频率的相关性来衡量测量频率，它是测量仪器中常用的基本电路之一（如电感测试仪、Q表等）。 1、交流电桥及平衡条件 交流电桥的原理如图所示，电桥的四个臂、、、，是具有任意特性的交流阻抗，即复阻抗（可以是电阻、电容、电感或者它们的任意组合）。在A和B上加入交流电压，C和D之间接平衡指示器（耳机或晶体管毫伏表等仪器）。 当电桥达到平衡时，C与D之间电压为零，则有 两式相除得： 实际的复阻抗都包含实部和虚部，可用形式表示，因此上式可表示成： 和分别为复阻抗的模和幅角，上式的成立条件是： 上式是交流电桥平衡的充要条件。 2、元器件的等效电路 电桥四个臂所用的元件，在交流电压作用下，往往元件自身就存在能量损耗——相当于电阻，而元件上的电压和电流的相位差不为K/2。纯电阻在交流电压作用下，往往存在电感特性（线绕电阻尤为明显）和分布电容；电感元件也存在一定的导线电阻和分布电容，所 以可把电感等效为一个理想电感L和一个纯电阻的串联，如图：
电容器中一般含有介电常数为的介质（如云母、涤纶。陶瓷等）。因而，电路中有一小部分电能在介质中损耗而变成热能，可以用表示这种损耗。因此，通过电容器的交流电压和电流的相位差就不再是/2，可用图的并联电路或图的串联电路来表示电容器的等效电路。 由图（1）： 由图（2）有： 两式中的是所加交流电压的角频率。 3、电容的测量 利用已知电容器来测电感，可用图麦克斯韦—维恩电桥或海氏电桥；图、、、 为电阻箱，为标准电容，为电路的损耗电阻。 由此可得： 由实部和虚部分别相等，则有： 从上述两式可知，欲使式满足，在选定和后，可调节，通过调节或来满 足式而不影响式。通过单独调节或（或）来满足平衡条件，这正是这种电桥电路的优点。 4、电容器的电容量的测量 最简单的测电容放弃电容的电桥电路如图。
铁磁材料居里温度测量
铁磁材料居里温度测量 1、实验目的 1.了解铁磁物质由铁磁性转变为顺磁性的围观机理。 2.利用交流电桥法测定铁磁材料样品的居里温度。 3.分析实验时加热速率和交流电桥输入信号频率对居里温度测试结果的影响. 2、实验仪器 1.FD-FMCT-A铁磁材料居里温度测试实验仪； 2.多种居里温度点的铁氧体样品。 3.JLD-Ⅱ型居里温度测试仪 4.10M或20M示波器 3、实验原理 1．铁磁质的磁化规律 由于外加磁场的作用，物质中的状态发生变化，产生新的磁场的现象称为磁性，物质的磁性可分为反铁磁性（抗磁性）、顺磁性和铁磁性三种，一切可被磁化的物质叫做磁介质，在铁磁质中相邻电子之间存在着一种很强的“交换耦合”作用,在无外磁场的情况下，它们的自旋磁矩能在一个个微小区域内“自发地”整齐排列起来而形成自发磁化小区域，称为磁畴。在未经磁化的铁磁质中，虽然每一磁畴内部都有确定的自发磁化方向，有很大的磁性，但大量磁畴的磁化方向各不相同因而整个铁磁质不显磁性。如图1所示，给出了多晶磁畴结构示意图。当铁磁质处于外磁场中时，那些自发磁化方向和外磁场方向成小角度的磁畴其体积随着外加磁场的增大而扩大并使磁畴的磁化方向进一步转向外磁场方向。另一些自发磁化方向和外磁场方向成大角度的磁畴其体积则逐渐缩小，这时铁磁质对外呈现宏观磁性。当外磁场增大时，上述效应相应增大，直到所有磁畴都沿外磁场排列好，介质的磁化就达到饱和。
图1 未加磁场多晶磁畴结构 图2 加磁场时多晶磁畴结构 由于在每个磁畴中元磁矩已完全排列整齐，因此具有很强的磁性。这就是为什么铁磁质的磁性比顺磁质强得多的原因。介质里的掺杂和内应力在磁化场去掉后阻碍着磁畴恢复到原来的退磁状态，这是造成磁滞现象的主要原因。铁磁性是与磁畴结构分不开的。当铁磁体受到强烈的震动，或在高温下由于剧烈运动的影响，磁畴便会瓦解，这时与磁畴联系的一系列铁磁性质（如高磁导率、磁滞等）全部消失。对于任何铁磁物质都有这样一个临界温度，高过这个温度铁磁性就消失，变为顺磁性，这个临界温度叫做铁磁质的居里点。 在各种磁介质中最重要的是以铁为代表的一类磁性很强的物质，在化学元素中，除铁之外，还有过度族中的其它元素（钴、镍）和某些稀土族元素（如镝、钬）具有铁磁性。然而常用的铁磁质多数是铁和其它金属或非金属组成的合金，以及某些包含铁的氧化物（铁氧体），铁氧体具有适于更高频率下工作，电阻率高，涡流损耗更低的特性。软磁铁氧体中的一种是以Fe2O3为主要成分的氧化物软磁性材料，其一般分子式可表示为MO·Fe2O3(尖晶石型铁氧体)，其中M为2价金属元素。其自发磁化为亚铁磁性。现在以Ni—Zn铁氧体等为中心，主要作为磁芯材料。
电阻温度系数的测定
电阻温度系数的测定 一、实验目的 1.了解电阻温度系数的测定原理； 2. 了解测量电阻温度系数的方法。 二、实验仪器 DZW 型电阻温度特性测定仪 三、实验原理 大多数物质的电阻率会随温度的变化而变化，在设计电子元件及电路时需考虑温度对电阻和元件的影响。为反应电阻率随温度的变化特征，常用电阻温度系数来表示： d dT ραρ= (1) 部分情况下在温度变化不大的范围内常用平均电阻温度系数表示： 21121() R R R T T α-=- （2） 即：温度每升改变一度电阻的相对变化率。 四、实验内容及步骤 1.试样安装：将试样两引线端与两测试探头连接好，紧固连接螺丝，然后将盖板盖上。 2.温度设置：打开电源开关，确定AL810表自动状态已关闭，PV 口显示温度情况下。先按下温控表AL810面板上的“PAR ”键不松，立即再按住“▼”键（3秒不动），PV 栏显示“LC ”时松开两键，然后按“▲”或“▼”键将其设置为“1”；
再次按“PAR”键PV口显示r1，按“▲”或“▼”键将第一段升温速度设置为2.00（℃/分钟）；再次按“PAR”键PV口显示L1，按“▲”或“▼”键将第一段目标温度设置为100（℃）；再次按“PAR”键PV 口显示d1，按“▲”或“▼”将第一段保温时间设置为2（分钟）。再次按“PAR”键PV口显示r2，此时可设置第二温度控制阶段，设置方法同第一阶段相同，本实验只需第一段升温过程，第二段升温速度r2设置为“END”即可。 3.升温操作：在PV显示温度时，按住“PAR”键3秒，PV口显示“PROG”时松开，按“▲”或“▼”键选择“run”，再次按“PAR”键确认，即进入自动升温状态。开始升温后PV口显示炉膛内部实际测量温度。 4.电阻值测试：测量电阻仪器为内嵌于设备的万用表。打开试验开关，根据试样电阻值选择合适的电阻量程档位，温度到达30℃时开始记录样品的电阻值，从30℃至100℃每隔10℃记录一次，共8组数据。 5.实验完成后关闭试验开关和电源开关。 五、数据处理
铁磁性材料居里温度的测试
实验九铁磁性材料居里温度的测试 铁磁性物质的磁性随温度的变化而改变。温度上升到某一温度时，铁磁性材料就由铁磁状态转变为顺磁状态，即失掉铁磁性物质的特性而转变为顺磁性物质，这个温度称之为居里 表示。居里温度是磁性材料的本征参量之一，它仅与材料的化学成分和晶体结温度，以T c 构有关，几乎与晶粒的大小、取向以及应力分布等组织结构因素无关，为组织和结构不敏感参量。测定铁磁性材料的居里温度不仅对磁性材料、磁性器件的研究和研制，而且对工程技术应用都具有十分重要的意义。 一、数据记录、处理及误差分析 1、实验前应列出记录数据的表格（参见表9—1、9—2），记录时准确定出有效数字位数。注意：要求记录不同样品的（室温）初始（输出）感应电压值。 表9-1磁滞回线消失时所对应的温度值及初始（输出）感应电压值 表9-2感应电动势积分值ε'及其对应的温度T值
样品编号3 (室温)初始(输出)感应电压332 mV，磁滞回线消失时所对应的温度值104.6 ℃ 2、绘出每个样品的U~T曲线，按照图9—5的方法确定各自的居里点Tc，并与通过示波器观察样品磁滞回线消失温度来确定居里点Tc方法得到的结果进行比较，并加以分析讨论。 图1-1 试样一的U~T曲线 示波器法测得Tc=65.9℃(室温25℃) U~T曲线用切线法测得Tc=65.2℃
图1-2 试样二的U~T曲线示波器法测得Tc=104.7℃(室温25℃) U~T曲线用切线法测得Tc=103.2℃ 图1-3 试样三的U~T曲线 示波器法测得Tc=104.6℃(室温25℃)
U~T曲线用切线法测得Tc=103.5℃ 答：从数据处理的结果我们可以看出，用示波器观察样品磁滞回线消失温度来确定的居里点Tc比通过感应电动势随温度变化的曲线来推断居里点温度略大，但基本上相等。影响示波器测量结果的因素有（1）待测样品上的线圈L1、L2互绕在一起有一定的互感，始终存在一定感应电压，使示波器显示的磁滞回线不能准确地反映待测样品的真实磁滞回线的情况。（2）由于人眼的分辨率的影响，当磁滞回线变为一直线时，人们对形成直线的判断不同，因此在读取磁滞回线消失时的温度时造成误差。影响通过感应电动势随温度变化的曲线推断居里点温度结果的因素有（1）由于磁芯有温度滞后效应，所以加热速率的快慢对居里点Tc测试结果会略有影响。（2）在绘制U~T曲线后，切线作图的准确性和坐标点的读取也会对测试结果产生影响。 3、实验数据点在图中要明显点出，画曲线要求做到一笔落成，曲线要光滑、粗细要均匀。答：请见图1—1、1—2、1—3。 4、对实验现象和误差进行分析讨论。 答：在实验开始时，通过调节示波器，我们可以观察到B~H曲线为一闭合曲线，即磁滞回线。这是因为铁磁物质最大的特点是当它被外磁场磁化时，其磁感应强度B和磁场强度H 的关系不是非线性的，也不是单值的，而且磁化情况还与它以前的磁化历史有关。开始时，随着温度的升高，感应电动势缓慢降低，在50℃或60℃以后，感应电动势迅速降低，直至为0mV；而磁滞回线随温度的升高逐渐变扁变宽，在某一温度（居里温度）时，磁滞回线消失变成一条直线，这是因为铁磁性物质的磁性随温度的变化而改变。当温度上升到某一温度时，铁磁性材料就由铁磁状态转变为顺磁状态，即失掉铁磁性物质的特性而转变为顺磁性物质，这个温度就是居里温度。在实验数据处理后，用磁滞回线和U~T曲线做切线方法所得到的居里温度Tc不同，所造成的误差可能有，磁滞回线法：（1）待测样品上的线圈L1、L2互绕在一起有一定的互感，始终存在一定感应电压，使示波器显示的磁滞回线不能准确地反映待测样品的真实磁滞回线的情况。（2）由于人眼的分辨率的影响，当磁滞回线变为一直线时，人们对形成直线的判断不同，因此在读取磁滞回线消失时的温度时造成误差。U~T曲线做切线法：（1）由于磁芯有温度滞后效应，所以加热速率的快慢对居里点Tc测试结果会略有影响。（2）在绘制U~T曲线后，切线作图的准确性和坐标点的读取也会对测试结果产生影响。 二、思考题 1.样品的磁化强度在温度达到居里点时发生突变的微观机理是什么？试用磁畴理论进行解释。 答：样品的磁化强度在温度达到居里点时发生突变的微观机理是，铁磁性物质的磁化与温度有关，存在一临界温度Tc称为居里温度（也称为居里点）。当温度增加时，由于热扰动影响磁畴内磁矩的有序排列，但在未达到居里温度Tc时，铁磁体中分子热运动不足以破坏磁畴内磁矩基本的平行排列，此时物质仍具有铁磁性，仅其自发磁化强度随温度升高而降低。如果温度继续升高达居里点时，物质的磁性发生突变，磁化强度M（实为自发磁化强度）剧烈下降，因为这时分子热运动足以使相邻原子（或分子）之间的交换耦合作用突然消失，从而瓦解了磁畴内磁矩有规律的排列，此时磁畴消失，铁磁性变为顺磁性。 2.通过测定感应电动势随温度变化的曲线来推断居里点温度时，为什么要由曲线上斜率最大处的切线与温度轴的交点来确定Tc，而不是由曲线与温度轴的交点来确定Tc？ 答：在εeff(B)～T曲线斜率最大处作切线，与横坐标轴（温度）相交的一点即为居里温度Tc，
居里温度的测定
居里温度的测定
钙钛矿锰氧化物居里温度的测定 摘要：本文简要介绍和讨论了磁性材料居里温度的测量方法，对钙钛矿锰氧化物的居里温度做了实验测量，并对实验结果进行了讨论。 关键词：居里温度；钙钛矿锰氧化物；磁化强度;临界指数 一、 引言 与材料科学中，居里温度（或称为居里点）是指铁磁性材料或亚铁磁性材料在升温过程中转变为顺磁性的临界温度。在居里温度以上，磁性物质会失去其强磁性。在居里温度以下，交换作用使得相邻原子磁矩呈平行取向（铁磁性材料），或者反平行取向（亚铁磁性材料）。当温度升高时，原子的无序热运动将会逐步破坏材料内部磁矩的有序排列，当温度高于居里温度后，热运动能和交换作用能相等，此时材料处于完全无序状态，变为顺磁性。在居里点处磁性的破坏是一种二级相变，同时磁化率理论上为无限大，因此居里点也是临界点。 不同材料的居里温度是不同的。材料居里温度的高低反映了材料内部磁性原子之间的直接交换作用、超交换作用、双交换作用。因此，深入研究和测定材料的居里温度有着重要意义。 二、 居里温度的测量方法 1) 通过测定材料的饱和磁化强度的温度依赖性得到 曲线，从而得到 降为零时所对应的居里 温度。这种方法适用于那些可以用来在变温条件下直接测量样品饱和磁化强度的装置，例如磁天 平、震动样品磁强计以及SQUID 等。 2) 通过测定样品材料在弱磁场下的初始磁导率的温度依赖性，利用霍普金森效应，确定居里温度。 霍普金森效应指的是一些软磁材料的初始磁导率在居里温度附近，由于磁晶各向异性常数1K 随 温度升高而趋于零的速度远快于饱和磁化强度随温度的变化，而初始磁导率2 1s i M K μ∝，因此在居 里温度附近，i μ会显示一最大值，随后快速趋于零的现象。 3) 通过测量其他磁学量（如磁致伸缩系数等）的温度依赖性求得居里温度。 4) 通过测定一些非磁学量如比热、电阻温度系数、热电势等随温度的变化，随后根据这些非磁学量 在居里温度附近的反常转折点来确定居里温度。 三、 钙钛矿锰氧化物
居里温度的测量
实验十居里温度的测量 居里温度是表征磁性材料性质和特征的重要参量，测量磁导率和居里温度的仪器很多，例如磁天平、振动样品磁强计、磁化强度和居里温度测试仪等，测量方法有感应法、谐振法、 电桥法等. 【实验目的】 1.初步了解铁磁性物质由铁磁性转变为顺磁性的微观机理 2.学习JZB-1型居里温度测试仪测定居里温度的原理和方法 3.学会测量不同铁磁样品居里点的方法. 【实验原理】 磁性是物质的一种基本属性，从微观粒子到宏观物体，以至宇宙天体，无不具有某种程度的磁性，只是其强弱程度不同而已，这里说的磁性是指物质在磁场中可以受到力或力矩作用的一种物理性质。使物质具有磁性的物理过程叫做磁化，一切可以被磁化的物质都叫做 磁介质.磁介质的磁化规律可用磁感应强度B、磁化强度M、磁场强度H来描述，当介质 为各向同性时，它们满足下列关系： B = % H M = % 1 m H 二二J H (1) 其中^r m , ^r称为相对磁导率，是个无量纲的量?为了简便，常把3简称为介质磁导率，m称为磁化率，％ =4二10 J H /m称为真空磁导率，称为绝对磁导率.M =t m H . 在真空中时M =0, H和B中只需一个便可完全描述场的性质. 但在介质内部，H和 B是两个不同的量，究竟用H还是用B来作为描述磁场的本征量，根据磁场的性质有各种不同的表现来选择.因为H和B两者描述了不同情况下磁场的性质，它们都是描述磁场性 质的宏观量，都是真正的物理量?在某些问题中，比如在电磁感应、霍尔效应、测量地磁水平分量等问题中，由于起作用的是磁通量的时间变化率，牵涉到的是 B ;而如果考虑材料 内部某处磁矩所受的作用时，起作用的就是H，比如求退磁能及磁矩所做的功等。 从B=：fl r H的关系看，表面上B与H是线性的，但实际上，由于J r是一个与m值有关的量，而m值又与温度、磁化场有关，所以J r是一个复杂的量，不能简单地从B与H 的形式上来判断它们之间是线性的，或是非线性的关系. 磁体在磁性质上有很大的不同，从实用的观点，可以根据磁体的磁化率大小和符号来分 为五个种类。 (1)抗磁性：是一种原子系统在外磁场作用下，获得与外磁场方向反向的磁矩的现象。 某些物质当它们受到外磁场H作用后，感生出与H方向相反的磁化强度，其磁化率：:：0。这种物质称为抗磁性物质。 m (2)顺磁性：许多物质在受到外磁场作用后，感生出与磁化磁场同方向的磁化强度，其 磁化率m?0，但数值很小，仅显示微弱磁性。这种磁性称为顺磁性。多数顺磁性物质的m 与温度T有密切关系，服从居里定律，即