[发明专利]测量高温超导体特性实验装置

说明书

技术领域

本发明属于教学实验装置，更具体地说，它属于大专院校物理实验中测量高温超导体特性的实验装置。

背景技术

低温实验中常需测量高临界温度超导材料的转变温度等基本特性，实验需在能长时间保持液氮77K(-196^oC)低温的实验装置中进行，实验装置要能随意控制超导材料降温速率，不能太快降温或太慢(液氮气化损失多)，以方便测量超导材料转变温度曲线等物理变化数据，让学生能观察到高温超导体在高于液氮温度(77K)的某一温度突然快速发生零电阻的物理现象。

由于高温氧化物超导材料为质地松脆的陶瓷材料，受低温影响，表面会凝结大气中的水份，使之受潮而损坏。超导样品电阻较小，为消除测量引线对测量的影响，常采用四端子法。四个电极常用铟材料在超导样品上磨压制成，电极与细引线连接很不可靠，极易脱落。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种测量高温超导体特性的实验装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种测量高温超导体特性的实验装置，其特征在于，包括升降机、横杆、接线盒、线管、圆盖、紫铜圆筒、真空保温瓶、围栏；所述升降机和围栏均安装在平台上；真空保温瓶安装于围栏中；横杆安装在升降机的顶端，接线盒安装在横杆的末端；线管上端与接线盒相连，下端具有外螺纹，下端穿过圆盖，与紫铜圆筒相连；

所述紫铜圆筒包括筒帽、筒身、导热杆、导热片和筒盖，其中，筒盖为中央有圆凸台圆饼状，筒盖开有中心通孔，筒盖的中心通孔的具有与线管末端外螺纹相匹配的内螺纹，筒盖与线管螺纹连接；筒帽套在筒盖的圆凸台上，筒帽具有内螺纹，筒身上端具有与筒帽上内螺纹相配合的外螺纹；旋紧筒帽可使筒盖紧压筒身上端口而密闭。导热片通过导热杆安装在筒身的底部；测试组件安装在筒盖下面；

所述测试组件包括两块盖板、引岀线、基板、超导样品、衬垫板、四个弹性顶针、铟丝、铂电阻、调压螺丝和顶针夹板。基板固定在筒盖下面，基板开有引线通孔、铂电阻腔和安装腔，铂电阻腔和安装腔通过引线通孔与筒盖相通；顶针夹板固定在安装腔内，四个弹性顶针依次排列安装在顶针夹板上，四个弹性顶针上端分别与四根相互绝缘的引岀线相连，引岀线依次穿过、筒盖、线管、接线盒与测试电路相连；铂电阻安装在铂电阻腔内，引线一端与铂电阻相连，另一端依次穿过筒盖、线管、接线盒与测量仪表相连；超导样品、衬垫板依次安装在弹性顶针下方；调压螺丝旋入基板的下部螺孔，并顶住衬垫板，旋调二个螺丝可调节超导样品受弹性顶针的压力大小及均匀度；两块盖板分别通过多个螺丝紧压在基板的前后两面；基板前后两面均有环形铟丝凹槽，铟丝嵌于铟丝凹槽内。

由于采用上述技术方案，该发明具有如下有益效果：

1.使实验者能随意控制超导材料降温速率，可快可慢或保持一定降温速率。

2.采用四个弹性顶针与超导样品可靠接触，不用焊接且更换样品方便。

3.采用普通真空保温瓶，低成本但保温效果佳，少量液氮就可完成实验。

4.测试组件密闭设计，使超导样品不易受潮或液氮浸入，可多次实验不损坏。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是紫铜圆筒的剖视图；

图3是测试组件的结构示意图；

图4是升降机的示意图；

图5为筒盖（中央有圆凸台的圆饼状）的结构示意图；

图中：真空保温瓶1，测试组件2，紫铜圆筒3，线管4，圆盖5，围栏6，横杆7，螺丝8，平台9，升降机10，超导样品11，衬垫板12，弹性顶针13，铟丝凹槽14，调压螺丝15，顶针夹板16，引岀线17，基板18，铂电阻19，盖板20，齿条杆21，旋钮22，立筒23，接线盒24，固定套25、筒帽26、筒身27、导热杆28、导热片29、筒盖30。

具体实施方式