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重光实验室 | 新型材料变温电阻率特性研究

发布时间:2025-3-3      点击次数:184

重光实验室 | 新型材料变温电阻率特性研究

  在材料科学的广阔领域中,新型材料的研发与探索始终是推动科技进步的核心动力.而变温电阻率测试实验对于深入理解材料的电学性质、掺杂状态、结构变化以及半导体特性等方面又具有重要意义。     

  因此,重光实验室本次实验将聚焦新材料的1000°变温电阻率测试。与大家共同揭秘某成分碳化硅纤维膜材料在高温下的电学特性。

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一、测试设备和测试原理

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1000变温电阻率测试台

  采用了先进的 PID 温控表控制特制的加热棒加热 ,具备卓越的精准控温能力,温度显示精度可达 0.1℃,控温精度更是高达 ±0.1℃。这意味着在整个测试过程中,它能够将温度稳定在极小的误差范围内,为研究提供了极为稳定的温度环境。在变温速度方面,1000℃ 变温电阻率测试台同样表现出色。它的升温速率在 1~150/min 范围内可实现程序控制。

水冷循环一体机

      通过水循环冷却的方式,能够有效地降低腔体外壳的温度,确保测试设备在稳定的温度环境下运行,减少外部因素对测试结果产生干扰

日置 RM3545电阻计

     日置 RM3545 电阻计能够即时、精准地测出样品在不同温度下的电阻率。

集成软件

     以其简洁高效的操作界面,实现了对各仪器的统一控制和管理,且能根据测试数据自动生成图表和报告。

 

 

     3.测试样品:某成分碳化硅纤维膜材料


     4.测试原理:四探针

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二、实验准备

  在测试前,准备工作至关重要,每一个细节都关乎着后续测试的准确性和可靠性。

  首先是样品的选择,要考虑其掺杂类型和浓度,确保所选样品能够准确反映该类材料在变温条件下的电阻特性变化。

  其次,对仪器设备的调试也是准备阶段的关键环节。在测试前,需要对本次实验的所有仪器以及设备进行全面检查和校准。例如测试台的温度校准、水冷调试、电阻计调试、集成系统功能测试等。

 

三、实验过程

  本次测试的温度范围设定为室温(RT)至 1000℃。首先,以 50℃/min 的速率从室温快速升至 1000℃,当温度达到 1000℃后,保持 5 分钟,使材料在高温下充分稳定,确保测量到的电阻率值是材料在稳定高温状态下的真实反映。

  放样时,先将一块石英玻璃放置在样品台表面,石英玻璃具有良好的绝缘性和耐高温性能,能够有效地隔离样品与样品台之间的电传导,避免对测试结果产生干扰。然后,将样品放置在石英玻璃上,确保样品放置平稳、位置准确。接着用四根探针轻轻压住样品,确保它们与样品有良好接触。

  在选择测试参数时,测试人员会根据样品的特性和测试要求,将日置RM3545 电阻计调到合适的单位,确保测量范围的适用性。

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四、测试结果

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  研究结果表明,这种新型材料在不同温度下的导电性能呈现出独特的变化规律,当温度升高时,电阻值起初迅速下降,导电性能显著增强。这是因为温度升高使得材料内部的载流子数量增加,电子的活跃度提高,能够更顺畅地传导电流。但当温度升高到一定程度后,电阻值下降的趋势逐渐变缓,甚至在高温区间出现了电阻值略微上升的情况。这可能是由于高温下材料内部的晶格振动加剧,对电子的散射作用增强,从而部分抵消了载流子数量增加带来的导电性能提升

 

五、结语

本次实验只是众多材料测试的其中一个,重光实验室将继续秉持其创新精神和专业态度,不断探索新型材料的未知领域。未来,进一步优化现有设备和技术,提高研究的精度和效率,为材料研究提供更强大的工具。在研究方向上,也可能会拓展到更多具有挑战性的材料体系,如新型超导材料、智能材料等,为解决能源、信息、环境等领域的关键问题提供创新性的材料解决方案