磁化率随温度变化的新研究初步进展-王华沛[1]

中国洛川黄土及古土壤之磁化率随温度变化的

新研究初步进展

王华沛1, 2

指导教师： 朱日祥2 院士

潘永信2 研究员

1: 北京大学地球与空间科学学院理论与应用地球物理研究所. 北京 100871；

2: 中国科学院地质与地球物理研究所. 北京100029.

中国洛川黄土及古土壤之磁化率随温度变化的

新研究初步进展

王华沛1, 2

1: 北京大学地球与空间科学学院理论与应用地球物理研究所. 北京 100871；

2: 中国科学院地质与地球物理研究所. 北京100029.

通讯联系人王华沛 E-mail: wanghuapei@https://www.wendangku.net/doc/2817409313.html,

摘要本文对中国最典型的洛川黄土及古土壤的磁学性质进行了一些方面的研究。通过对不同深度土壤取样的磁化率统计及特征深度取样的磁化率随温度变化及其过程的分析，得到了一些关于土壤中所含磁性矿物的成分、粒级以及磁学特性的定性结果。更主要的是发现了在特征点深度取样的k-t 曲线中，降温部分在560 o C 时，普遍存在一不明显小峰这一实验事实。在综合考虑前面学者观点的基础之上，通过对这一小峰和Hopkinson峰的比较分析提出了对k-t 曲线可行的新解释方法，并提出了验证此模型的可能实验方法。

关键字黄土岩石磁学磁化率温度

1 现在研究的概况

在弱磁场中，磁性矿物的磁化强度和磁化率随温度的升高而急剧升高，到接近居里温度时，磁化强度和磁化率急剧下降，直到磁性消失为止，这种现象叫Hopkinson效应。(Hopkinson, 1889), Hopingson效应实质上是一种粒度－热磁效应，因为它只对某一特定的、相对较窄的粒度范围内的磁铁矿颗粒反应灵敏(Collinson, 1983; Dunlop and Ozdemir, 1997; Van Velzen and Dekkers, 1999)，尤其是对高矫顽力的单畴和假单畴的此行矿物颗粒。单畴和假单畴的磁性矿物颗粒磁化率低，当温度升高至居里点附近，它们表现出超顺磁的特性 (Deng et al., 2001) 。大量的岩石磁学研究表明，中国黄土－古土壤中的主要磁性矿物是磁铁矿，其中磁铁矿的存在形式是以假单畴为主，而集中于一个很窄的力度范围内。（朱日祥等，1994；Florindo et al., 1999）。这就是接下来我们所讨论问题的前提条件。

2 采样及实验仪器与实验方法

本研究工作所需的实验是在中国科学院地址与地球物理研究所古地磁实验室完成的。所使用的仪器是由捷克AGICO公司生产的KLY-3s旋转卡帕桥及其CS-3(L)温度控制系统。仪器系统需装入颗粒或者粉末状的样品约300mg，其使用频率为875Hz，温度范围20 o C—700o C，误差小于2 o C。其测量磁化率之灵敏度高达 2.5×10-8 SI，最大量程0.1 SI，具有自动置零和自动调节量程的功能，误差小于0.1%，可以在空气和氩气环境下连续自动测量不同温度下样品的磁化率。样品的加热速率可以用图表figure 1来描述，可见系统控温非常稳定，使得样品升温和降温的过程都非常的均匀。

2000

4000

6000

8000

10000

time (s)

200

400

600

800

T e m p e r a t u r e (o C )

Temperature - time

figuer 1

采样者在位于中国陕西省洛川县（lat. 35.4o N, long. 109.5 o E ）的黄土剖面，从地表层，向下连续取样，到表层下10 m 。

本实验在不同的深度，按较典型的黄土和古土壤共取了五块样品来研究其磁学性质：

Name Depth(m)Susc (SI) sus/mass (10-5

SI/g )

age(ka)描述 E5 0.20 1.63E-03 14.17 4.80 古土壤 E31 1.00 6.19E-04 6.13 15.17 黄土 D70 4.45 1.08E-03 10.36 38.13 古土壤 B27 7.15 5.07E-04 4.69 59.50

黄土

A27

9.35

2.78E-03

21.35

104.25 古土壤

样品位置及其体磁化率分布图：

48

depth (m)

12

48121620

24s u s /m a s s (10-5S I /g

)

sus/mass - depth

figure 2

3 所得到的数据，图表，结果

不同黄土及古土壤的样品被放到仪器中，经过多次实验，被从不同的加热方法处理，得到了各种k-T 的曲线。

取A27样品117mg ，在氩气及空气环境下反复加热到700 o C 并冷却到室温，得到：

200400600800

T (o

C)

20406080100

K t o t (10-6)

A27r1Ar K-T Curve

200400600800

T (o

C)

40

80120

K t o t (10-6)

A27r2Ar K-T Curve

200400600800

T (o C)

40

80

120

K t o t (10-6)

A27r3Ar K-T Curve

200400600800T (o

C)

4080120160

K t o t (10-6)

A27r6Ar K-T Curve 0200400600800T (o

C)

50100150200

250K t o t (10-6)

A27r7Air K-T Curve

0200400600800

T (o C)

50100150200

250K t o t (10-6)

A27r8Air K-T Curve

figure 3.1

figure 3.2

figure 3.3

figure 3.4

figure 3.5

figure 3.6

figure 3：

图中，粗线为加热升温时的磁化率随温度变化曲线；细线为降温时的变化曲线，下同。 1. 第一次，初始条件下在氩气环境中加热到700 o C 并冷却到室温 2. 第二次，继续在氩气环境中加热到700 o C 并冷却到室温 3. 第三次，在氩气环境中加热到700 o C 并冷却到室温

4. 第六次，在氩气环境中加热到700 o C 并冷却到室温，注意在纵坐标量度上由前三组减半

5. 第七次，通入空气，在空气环境中，继续再次将样品加热到700 o C 并冷却到室温

6. 第八次，接着，第二次在空气中将样品加热到700 o C 并冷却到室温

对上述5块样品分别在初始条件下，在氩气环境中加热到700 o C 并冷却到室温，达到如下的曲线：

200

400

600

800

T (o

C)

4080120160

K t o t (10-6)

A27

200

400

600

800

T (o

C)

4080120160

200

K t o t (10-6)

B27

200

400

600

800

T (o C)

4080120160

K t o t (10-6)

D70

200

400

600

800

T (o

C)

4080120160

200K t o t (10-6

)

E5

200

400

600

800

T (o

C)

4080120160

200K t o t (10-6)

E31

figure 4.1

figure 4.2

figure 4.3

figure 4.4

figure 4.5

figure 4:

1. E5, 282 mg;

2. E31, 263 mg;

3. D70, 266 mg;

4. B27, 312 mg;

5. A27, 255 mg

从上面的figure 4可以明显的看出洛川黄土和古土壤在k －T 曲线上表现出来的磁学相似性。由于存在这种相似性，我们可以通过对某一个样品的深入详细的分析，来推知其他深度和年龄的样品的磁学性质。

以下就是样品A27被深入分析的图像直观输出结果：

200

400

600

800

T (o

C)

40

80

120

160

K t o t (10-6)

A27 K-T Curve

200

400

600

800T (o

C)

-2

-1.5-1-0.500.51d k /d T (10-6 S I / o C )

dk/dT - T curve

figure 5.1

figure 5.2

PD1

PD3PD2PH1

PH2

PC1

PC2

figure 5：

1. A27，255mg ，在初始条件下氩气环境中加热到700 o C 并冷却到室温的曲线

2. 对5.1中的曲线做对温度求导运算的结果

5 试验数据的分析

从figure 3中看出，所选黄土－古土壤样品在升温变化和降温变化时，其磁化率会发生明显的变化。这种宏观上的磁化率变化，其微观机制是由于样品中所含的磁性矿物在加热升温和冷却降温过程中所发生的化学变化以及某种磁性矿物自身的热磁性质所导致的。

第一次，初始条件下在氩气环境中加热到700o C并冷却到室温，可以看出其升温曲线一直保持在降温曲线之下，在同一温度点的磁化率值，降温曲线上是升温曲线上的大约2倍。而且，还注意到升温曲线的变化明显比降温曲线要曲折，说明了其中富含了大量的有关样品中磁性矿物的成分、粒级以及磁学特性等信息，则在分析热磁数据是，应该给予足够的关注。但是，与此同时，初次加热的降温曲线中所含的信息虽然没有升温时的那么丰富，但是只要只要认真详细的分析，也可以从中提取出非常有规律的有用信息。正所谓“见微而知著”。在随后的几次在氩气环境中的反复加热试验中，升温曲线和降温曲线基本保持与第一次时候的降温曲线相类似，只是随着不断的加热反映，总磁化率不断缓慢升高，而且重复到第六次试验后，其升温曲线和降温曲线很好的满足可逆关系，磁化率也渐渐稳定，说明这时样品中的磁性矿物已经充分的反应，并且基本达到了可逆的平衡状态。若此时继续在氩气环境中反复加热，已经不能获得更多的热磁信息。则停止通入氩气，而改用空气通入，第七、第八次加热，可以观察到样品中磁性矿物在第七次加热中被氧化，其降温曲线明显的高于升温曲线，说明在加热过程中生成了有较高磁化率的铁氧化物。而且这种氧化物相当稳定，以至于在第八次的加热中，其升温曲线和降温曲线很好的满足可逆关系，磁化率稳定，达到了可逆的平衡状态。

以上试验所得出的结论是：在分析样品的热磁性质时，初始加热的k-t 曲线，尤其是初次升温的曲线中所含的矿物磁信息最为丰富，但也不应该轻视其降温曲线的分析和忽视多次反复加热所能够提供的辅助分析信息。尤其是对一些微小变化的把握，还能带来规律性很强的新发现。

下面就对A27初始加热的k-t 曲线进行一些新颖的分析。尤其是对其降温曲线，对它进行一些处理就可以得到甚至比升温曲线更加有趣的信息。如图figure 5.1就是A27的初始加热曲线，figure 5.2是对figure 5.1进行微分运算的结果。其中，粗线为加热升温时随温度变化曲线；细线为降温时的变化曲线。可以看到，在figure 5.1中，升温曲线提供了较多的信息，而降温曲线信息较少。但是，在figure 5.2中可以看到升温曲线表现一般，而降温曲线却提供了惊人多的信息，但不幸的是，这种信息在前人的分析讨论中往往是被忽略的。现在，在对k-t 曲线进行了微分运算后，其中所含的信息被才表现出来。从降温微分曲线中，可以明显的看到，在510 o C左右，存在一个极小值的谷，在575 o C左右又有一个此小值的小谷。更有趣的是，在这两个谷之间，曲线并不是单调变化的，而在560 o C左右很存在一个较高的小峰值。降温微分曲线在500－580 o C中这种一波三折的变化，说明样品中磁性矿物再次温度区间还存在着复杂的变化。为了验证这种变化的性质是否具有在所有深度样品都存在。以上选取的不同深度的5块样品都被用来做同样的分析，并得出图中所标出的特征点的温度及磁化率，用来分析比较。

统计数据见如下的表格：

基本信息，以及加热升温过程中的特征量： T 单位 o C K 单位10-6 SI sample depth (m) age (ka) mass (mg) sus/mass PH1: T

PH1: k PH2: T PH2: k E5 0.20 4.80 282 14.17 273.145.19 510.220.44E31 1.00 15.17 263 6.13 287.113.91 525.113.53D70 4.45

38.13 266 10.36 283.128.42 515.718.21B27 7.15 59.50 312 4.69 330.214 529.612.41A27 9.35 104.25 255 21.35 269.563.8 507.8

20.29

冷却降温过程中的特征量： sample PC1: T PC1: k PC2: T PC2: k

微分曲线数据 PD1: T PD1: k PD2: T PD2: k PD3: T PD3: k E5 373.6 168.19 561.7 23.64 E5微分曲线数据 517.2 -1.38 559.2 -0.842 575.2 -1.40 E31 362.4 167.88 564.1 16.82 E31微分曲线数据 506.3 -1.52 558.9 -0.558 575.2 -1.15 D70 385.4 158.18 560.8 24.36 D70微分曲线数据 513.3 -1.45 560.8 -0.956 575.8 -1.35 B27 378.2 181.72 563.2 22.51 B27微分曲线数据 514.8 -1.78 560.8 -0.836 576.1 -1.24 A27

407.7

138.03

559.5 21.48 A27微分曲线数据

519.3

-1.53

559.5

-0.485

576.1 -0.98 figure 6，figure 7是对以上表格的图像对比分析：

200

400

600

800

Temperature (o C)

40

80

120

160

200

K (10-6 S I )

K-T point statistic

figure 6

500

520

540

560

580

600

Temperature (o C)

-2

-1.6

-1.2

-0.8

-0.4

dk/dT - T point statistic

figure 7

从上面的统计表格可以明显的看出，样品在从700 o C 降温的过程中，在580 o C 居里点之前，磁化率不被表现出来。在温度降低到居里点之下以后，磁化率持续快速上升直至370 o C 左右达到峰值。但在这个过程中，曲线在560 o C 的时候出现了一个不太明显的波折，同过对k-T 曲线做微分变换，就可以使这个温度点上的细微变化明显的表现出来。同时还可以准确地表定出此种变化的具体温度和半定量的变化特征。为今后继续详细研究此种变化提供了良好的开端，给出了现象以及数据上的支持。

7 实验的设计及实施的可能性讨论

为了进一步深入研究洛川黄土及古土壤之磁化率随温度变化曲线在降温时560 o C出现的此种极不明显的转变，并以此提供更多的信息来分析样品中所含的磁性矿物的种类和粒度等属性。必须采取行之有效的化学或者物理方法来对560 o C时的转变进行成分上的分析。例如，可以设计制造出在控温条件下的频率磁化率的测量仪器来监视磁性矿物的粒极随着温度的变化情况，可以提供详细的粒极、磁化率和温度的依赖关系。除此之外，还要建立合适不同磁性矿物之间相互转变的化学平衡模型，来解释这种变化现象背后的物理及化学规律。这将是本工作在接下来将要着手完成的内容。

8 对于中国其他地点的黄土及古土壤是否也存在上述讨论的存疑

中国地大物博，除了洛川黄土可以明显看到上述k-T降温曲线560 o C时的转变外，其他地区的黄土是否也有上述性质也是一个令人关心的问题。进行大区域尺度上的黄土的词学性质研究，也为大范围的古地磁数据支持和大尺度上的古气象研究提供了基础的分析材料。在上述7中的理论及实验研究取得进展后，在今后的工作中，兰州、马兰等地区的样品也将被用于做如上的热磁处理和分析。相信通过不同地点，不同深度的样品的比较研究，可以得出更多的信息和经验结论。同时，也对证明理论假设的正确性提供了多元化的材料。

9 进行黄土磁化率研究的意义

中国黄土是全球气候变化最好的陆相记录之一，在全球古环境演化、环境磁学以及剩磁机理研究等方面具有独特的优越性，是其它沉积物不可代替的。中国黄土－古土壤序列的磁化率曲线与深海沉积物氧同位素曲线能很好的对比(Kukla et al., 1988: Heller and Evans, 1995; Guo et al., 1998)。磁化率做为一种古气候代用指标，最终目的是要把磁化率的变化转化称定量或者半定量的气候参数（刘东升等，1997）。还有，黄土中磁性矿物在加热过程中的变化，往往直接影响到基于对黄土进行分析的古地磁方向和其他内容的研究。综上，对黄土及古土壤磁化率，尤其是热磁分析的研究，是有着重要的科学理论及生活实际意义的。

总结

对天然样品中所含磁性矿物的种类、数量、粒级的定性研究，由于受到实验方法和精度的限制，一直没有一个完全准确定量的研究。尤其是在做热磁分析时，更难于将变化停留在特定的温度点上对样品进行物理和化学的分析。但是，可以借助不同种类的磁性矿物有自己的热磁性质来定性和半定量的讨论，而这种非基于较严格模型上的讨论往往也只能得到大致粗略的结果，而且还可能会漏掉一些重要的热磁信息等。本文在对不同深度样品的分析中，统计得出了：取样深度样品的k-t 曲线中，降温部分在560 o C 时，普遍存在一不明显小峰这一实验事实。在综合考虑前面学者观点的基础之上，对k-t 曲线可行的新解释方法，并提出了验证此模型的可能实验方法和今后还需要完成的一些工作等。

致谢

在本工作中，中国科学院地址与地球物理研究所古地磁实验室的老师和师兄给了我很多的帮助，为本文中的实验工作提供了材料和仪器设备。尤其是朱日祥老师、潘永信老师、王红强师兄给了我很多悉心的指导，解答了我很多的疑问，帮我克服了很多各方面的困难，使我受益匪浅，现一并致谢。

参考文献

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Dekkers M. J. Envionmental magnetism :an introduction. Geologie en Mijnbouw, 1997, 76:

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Deng C., Zhu R., Jackson M. J., Verosub K. L. and Singer M. J. Variability of the

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Heller F., Evans M. E. Loess magnetism. Rev. Geophys., 1995, 33: 211-240

Hopkinson, J. Magnetic and other physical properties of iron at high temperatures. Philos. Trans. R. Soc. London, 1889, A180, 443.

Kukla G., Heller F., Liu X. M., Xu T. C., Liu T. S., An Z. S. Pleistocene climates in China dated by magnetic susceptibility. Geology, 1988, 16: 811-814

刘东升等。中国第四纪环境概要。见：Williams M. A. J., Dunkerley D. L., De Deckker P., Kershaw A. P., Stokes T. J. 著，刘东升等编译。第四纪环境。科学出版社，1997，189－239

朱日祥，李春景，吴汉宁，丁仲礼，郭政堂。中国黄土磁学性质与古气候意义。中国科学（B 辑），1994，24（9）：992-997

气温的时空变化规律资料

气温的时空变化规律 1.气温的日变化规律 一天中气温变化规律，主要由大气得到热量（地面辐射）和失去热量（大气辐射）的差值决定。 地面的热量主要来自太阳辐射；大气（对流层）的热量直接来着地面。 （1）太阳辐射：最强时为当地地方时12时。 （2）地面辐射：当地地方时为12点时，地面获得的太阳辐射热量大于地面损失的辐射热量，地面热量盈余，地面温度仍在升高。当地地方时大约午后1点左右，地面热量由盈余转为亏损，地面温度为一天中最高值。 （3）大气温度：当地地方时大约午后2点左右，地面已经通过辐射、对流、湍流等方式把热量传给大气，此时气温达到最高值。随后，太阳辐射继续减弱，地面热量持续亏损，地面温度不断降低，气温随之也不断下降。至日出后，地面热量由亏损转为盈余的时刻，地面温度达到最低值，气温也随后达到最低值。因此气温最低值总是出现在日出前后。 2.气温的年变化规律 由于地面吸收、储存、传递热量的原因，气温在一年中的最高、最低值，也并不出现在辐射最强、最弱的月份，而是有所滞后。 3.全球气温水平分布规律 （1）气温从低纬向各纬递减。太阳辐射是地面热量的根本来源，并由低纬向高纬递减。受太阳辐射、大气运动、地面状况等因素影响，等温线并不完全与纬线平行。 (2)南半球的等温线比北半球平直。南半球物理性质比较均一的海洋比北半球广阔，气温变化和缓。 （3）北半球1月份大陆等温线向南（低纬）凸出，海洋上则向（高纬）凸出；7月份正好相反。在同一纬度上，冬季大陆比海洋冷，夏季大陆比海洋热。同一纬度的陆地与海洋，热的地方等温线向高纬凸出，冷的地方等温线向低纬凸出，即“热高冷低”。 （4）7月份，世界值热的地方是北纬20-30大陆上的沙漠地区，撒哈拉沙漠是全球炎热中心，1月份，西伯利亚是全球的寒冷中心，世界极端最低气温出现在南极洲大陆上。 二、等温差线 1、气温的日变化 (1)气温的日变化 一天中气温随时间的连续变化，称气温的日变化。在一天中空气温度有一个最高值和一个最低值，两者之差为气温日较差。通常最高温度出现在14～15时，最低温度出现在日出前后。 由于季节和天气的影响，出现时间可能提前也可能落后。比如，夏季最高温度大多出现在14～15时；冬季则在13～14时。由于纬度不同日出时间也不同，最低温度出现时间随纬度的不同也会产生差异。气温日较差小于地表面土温日较差，并且气温日较差离地面越远则越小，最高、最低气温出现时间也越滞后。 (2) 气温的日变化与农业生产 在农业生产上有时需要较大的气温日较差，这样有利于作物获得高产。因为，日较差大就意味着，白天温度较高，而夜间温度较低，这样白天叶片光合作用强，制造碳水化合物较多，而夜间呼吸消耗少，积累较多，作物产量高,品质好。 (3)影响气温日较差的因素有： 气温的日变化规律，主要是由太阳辐射在地表面上有规律的日变化引起的，同时也受纬度、季节、地形、下垫面性质、天气状况和海拔高度等因素的影响。

AlN及GaN折射率随温度的变化

The temperature dependence of the refractive indices of GaN and AlN from room temperature up to 515 ° C Naoki Watanabe, Tsunenobu Kimoto, and Jun Suda Citation: Journal of Applied Physics 104, 106101 (2008); doi: 10.1063/1.3021148 View online: https://www.wendangku.net/doc/2817409313.html,/10.1063/1.3021148 View Table of Contents: https://www.wendangku.net/doc/2817409313.html,/content/aip/journal/jap/104/10?ver=pdfcov Published by the AIP Publishing

The temperature dependence of the refractive indices of GaN and AlN from room temperature up to515°C Naoki Watanabe,1,a?Tsunenobu Kimoto,1,2and Jun Suda1 1Department of Electronic Science and Engineering,Kyoto University,Nishikyo-ku,Kyoto615-8510,Japan 2Photonics and Electronics Science and Engineering Center(PESEC),Kyoto University,Nishikyo-ku, Kyoto615-8510,Japan ?Received5August2008;accepted3October2008;published online18November2008? The temperature dependence of the refractive indices of GaN and AlN was investigated in the wavelength range from the near band edge?367nm for GaN and217nm for AlN?to1000nm and the temperature range from room temperature to515°C.Optical interference measurements with vertical incident con?guration were employed to precisely evaluate the ordinary refractive indices. ?2008American Institute of Physics.?DOI:10.1063/1.3021148? Wide band-gap group-III nitrides,gallium nitride?GaN?and aluminum nitride?AlN?,have attracted much attention for optoelectronic devices in the green to ultraviolet region.1–3To optimize the design of optoelectronic devices, knowledge of the refractive indices of the constituent mate-rials is required.In general,the refractive index of a material varies with temperature,a phenomenon known as the thermo-optic effect.Since the junction temperature of a GaN-based laser diode?LD?exceeds100°C,4failure to consider the thermo-optic effect would result in a suboptimal LD waveguide design.On the other hand,the thermo-optic effect can be used to actively modulate device characteristics by varying the temperature.For example,when an optical ?lter such as a distributed Bragg re?ector?DBR?made of Al x Ga1?x N is combined with a GaN-based photodiode,the spectral response of the photodetector can be varied by controlling the DBR temperature.Thanks to its large band gap,GaN-based photodiodes are capable of operation at tem-peratures much higher than400°C.5Varying the tempera-ture from room temperature to high temperature makes pos-sible a widely variable range of detectable wavelength.It should be noted that a high power is not required to reach temperatures above400°C if the device has good thermal insulation,a small volume,and a monolithically integrated heater. Tisch et al.6reported the refractive indices of GaN and aluminum gallium nitride?Al x Ga1?x N?measured by spectro-scopic ellipsometry from room temperature to300°C. While refractive index data up to300°C are adequate for LD design,extension of the data set to higher temperatures will be needed for other applications as mentioned above.In addition,one must also consider the optical anisotropy of GaN and AlN inherent to its crystal structure?wurtzite?. Tisch et al.6did not separate the anisotropy.In this study,we measure the thermo-optic coef?cients??n/?T?of GaN and AlN by optical interference measurements.A vertical inci-dent con?guration was employed to evaluate the ordinary refractive index n o?light propagating along the c axis?.The temperature range of the measurements is from room tem-perature to515°C. The samples used in this study were commercially avail-able GaN layers grown on?0001?-oriented sapphire sub-strates by metal-organic vapor phase epitaxy and AlN layers grown on?0001?-oriented6H-SiC substrates by hydride va-por phase epitaxy.5.18and10.6?m thick GaN layers and 9.23?m thick AlN layers were used for the measurements. The layer thicknesses were determined by cross-sectional scanning electron microscopy using a magni?cation calibra-tion standard.The error of the thickness measurement is less than2%. The interference spectrum was measured in air.A bundle of one optical?ber for light collection and surrounding six optical?bers for illumination was used as a specular re?ec-tion probe.The diameter of each?ber was450?m.The distance between the sample and the re?ection probe is about 20mm.The error of the wavelength was less than0.2nm for the UV region and0.5nm for visible region.The refractive index dispersion curve was calculated from the peak and valley wavelengths of the interference together with the layer thickness.For elevated temperatures the layer thickness change due to thermal expansion of both epilayers and sub-strates was taken into account.The employed parameters7–9 are summarized in Table I.Since the strain state of epilayers depends on many factors,there should be an error in the estimation of the thickness change with temperature.How-ever,even if we ignore the thermal expansion,the difference in the calculated thermo-optic coef?cients is only7%.There- a?Electronic mail:watanabe@semicon.kuee.kyoto-u.ac.jp.TABLE I.Parameters used in this study. Thermal expansion??10?6K?1? Poisson’s ratio a axis c axis GaN 5.59a 3.17a0.23b AlN 4.2a 5.3a0.287a Sapphire7.5c 6H-SiC 4.3a a Reference7. b Reference9. c Reference8. JOURNAL OF APPLIED PHYSICS104,106101?2008? 0021-8979/2008/104?10?/106101/3/$23.00?2008American Institute of Physics 104,106101-1

电阻率和表面电阻率

高阻计法测定高分子材料体积电阻率和表面电阻率 2010年03月07日10:37 admins 学习时间：20分钟评论 0条高分子材料的电学性能是指在外加电场作用下材料所表现出来的介电性能、导电性能、电击穿性质以 及与其他材料接触、摩擦时所引起的表面静电性质等。最基本的是电导性能和介电性能，前者包括电导(电导率γ，电阻率ρ=1/γ)和电气强度(击穿强度Eb)；后者包括极化(介电常数εr)和介质损耗(损耗因数tg δ)。共四个基本参数。 种类繁多的高分子材料的电学性能是丰富多彩的。就导电性而言，高分子材料可以是绝缘体、半导体和导体，如表1所示。多数聚合物材料具有卓越的电绝缘性能，其电阻率高、介电损耗小，电击穿强度高，加之又具有良好的力学性能、耐化学腐蚀性及易成型加工性能，使它比其他绝缘材料具有更大实用价值，已成为电气工业不可或缺的材料。高分子绝缘材料必须具有足够的绝缘电阻。绝缘电阻决定于体积电阻与表面电阻。由于温度、湿度对体积电阻率和表面电阻率有很大影响，为满足工作条件下对绝缘电阻的要求， 必须知道体积电阻率与表面电阻率随温度、湿度的变化。 表1 各种材料的电阻率范围 材料电阻率(Ω·m) 材料电阻率(Ω·m) 超导体导体≤10-810-8～10-5半导体绝缘体10-5～107 107～1018 除了控制材料的质量外，测量材料的体积电阻率还可用来考核材料的均匀性、检测影响材料电性能的 微量杂质的存在。当有可以利用的相关数据时，绝缘电阻或电阻率的测量可以用来指示绝缘材料在其他方面的性能，例如介质击穿、损耗因数、含湿量、固化程度、老化等。表2为高分子材料的电学性能及其研 究的意义。 表2 高分子材料的电学性能及测量的意义 电学性能电导性能 ①电导（电导率γ，电阻率ρ=1/γ） ②电气强度（击穿强度Eb） 介电性能 ③极化（介电常数εr） ④介电损耗（损耗因数tanδ） 测量的意义实际意义 ①电容器要求材料介电损耗小，介电常数大，电气强度高。 ②仪表的绝缘要求材料电阻率和电气强度高，介电损耗低。 ③高频电子材料要求高频、超高频绝缘。 ④塑料高频干燥、薄膜高频焊接、大型制件的高频热处理要求材料 介电损耗大。 ⑤纺织和化工为消除静电带来的灾害要求材料具适当导电性。理论意义研究聚合物结构和分子运动。 1 目的要求 了解超高阻微电流计的使用方法和实验原理。 测出高聚物样品的体积电阻率及表面电阻率，分析这些数据与聚合物分子结构的内在联系。 2 原理 名词术语 1) 绝缘电阻：施加在与试样相接触的二电极之间的直流电压除以通过两电极的总电流所得的商。它取决于体积电阻和表面电阻。

气温空间分布和时间变化

气温空间分布和时间变化 主要知识点： 1气温垂直分布 2气温水平分布 3气温日变化和年变化 一、气温垂直分布 ⑴读下表记忆低层大气的主要成分及作用 ⑵读下图比较对流层和平流层的主要特点 答案：对流层气温随高度增加而递减；空气以对流运动为主；天气现象复杂多变 平流层气温随高度增加而增减；空气以平流运动为主；天气晴朗稳定 重要结论： 1对流层气温垂直递减率：6℃/1000米 2上冷下热利于空气对流 低层大气组成 体积(％) 作用 干 洁 空 气 N 2 78 地球生物体蛋白质的重要组成部分 O 2 21 人类和一切生物维持生命活动所必需的物质 CO 2 0.033 绿色植物进行光合作用的基本原料，并对地面起保温作用 03 很少 能吸收太阳紫外线，对地球上的生物起着保护作用 水汽 很少 产生云、雨、雾、雪等天气现象；影响地面和大气的温度 固体杂质 很少 作为凝结核，是成云致雨的必要条件

图2为北半球中纬度某地某日5次观测到的近地面气温垂直分布示意图。当日天气晴朗，日出时间为5时。读图回答3～4题。(10高考文综卷) 3.由图息可分析出 A.5时、20时大气较稳定 B.12时、15时出现逆温现象 C.大气热量直接来自太阳辐射 D.气温日较差自下而上增大 4.当地该日 A.日落时间为17时 B.与相比白昼较长 C.正午地物影子年最长 D.正午太阳位于正北方向 答案：3．A 4．B 二、气温水平分布

世界气温水平分布规律 ①在南北半球上，无论 7 月或 1 月，气温都是从低纬向两极递减。 ②南半球的等温线比北半球平直 ③北半球，1月份大陆上的等温线向南（低纬）凸出，海祥上则向北（高纬）凸出；7 月份正好相反。 ④7 月份，世界上最热的地方是北纬20°-30°大陆上的沙漠地区。1 月份，西伯利亚形成北半球的寒冷中心。世界极端最低气温出现在冰雪覆盖的南极洲大陆上。 中国一、七月气温分布特点？ 一月：由南向北降低，南北温差大 七月：除青藏高原和高山外，普遍高温，南北温差小

半导体电阻随温度变化关系的研究

实验 半导体热敏电阻特性的研究 实验目的 1．研究热敏电阻的温度特性。 2．进一步掌握惠斯通电桥的原理和应用。 实验仪器 箱式惠斯通电桥，控温仪，热敏电阻，直流电稳压电源等。 实验原理 半导体材料做成的热敏电阻是对温度变化表现出非常敏感的电阻元件，它能测量出温度的微小变化，并且体积小，工作稳定，结构简单。因此，它在测温技术、无线电技术、自动化和遥控等方面都有广泛的应用。 半导体热敏电阻的基本特性是它的温度特性，而这种特性又是与半导体材料的导电机制密切相关的。由于半导体中的载流子数目随温度升高而按指数规律迅速增加。温度越高，载流子的数目越多，导电能力越强，电阻率也就越小。因此热敏电阻随着温度的升高，它的电阻将按指数规律迅速减小。 实验表明，在一定温度范围内，半导体材料的电阻R T 和绝对温度T 的关系可表示为 T b T ae R = （4－6－1） 其中常数a 不仅与半导体材料的性质而且与它的尺寸均有关系，而常数b 仅与材料的性质有关。常数a 、b 可通过实验方法测得。例如，在温度T 1时测得其电阻为R T 1 11T b T ae R = （4－6－2） 在温度T 2时测得其阻值为R T 2 22T b T ae R = （4－6－3） 将以上两式相除，消去a 得 )1 1 (2 1 2 1T T b T T e R R -= 再取对数，有 )11(ln ln 2 121T T R R b T T --= （4－6－4） 把由此得出的b 代入（4－6－2）或（4－6－3）式中，又可算出常数a ，由这种方法确定的常数a 和b 误差较大，为减少误差，常利用多个T 和R T 的组合测量值，通过作图的方法（或用回归法最好）来确定常数a 、b ，为此取（4－6－1）式两边的对数。变换

温度的变化

温度的变化 1、用图像分析变量之间的关系 图像是刻画变量之间的关系的一重要方式，其特点是非常的直观。用图像表示变量之间的关系时，通常用水平方向的数轴（称为横轴）上的点表示自变量；用竖直方向的数轴（称为纵轴）上的点表示因变量。 2、变量之间关系的表达方式与特点 表达方式特点 表格多个变量可以同时出现在一张表格中 关系式准确地反映因变量与自变量的数值关系 图像形象地给出了因变量随自变量的变化趋势 一般题型 1、如图是某地一天的气温随时间变化的图象，根据图象可知，在这一天中最高气温与达到最高气温的时刻分别是（） A．14℃，12时B．4℃，2时 C．12℃，14时D．2℃，4时 练习 1、下图是西安市99年某天的气温随时间变化的图象：那么这天（） A．最高气温10℃，最低气温2℃ B．最高气温10℃，最低气温-2℃ C．最高气温6℃，最低气温-2℃ D．最高气温6℃，最低气温2℃

2、下图是桂林冬季某一天的气温随时间变化的图象：请根据图象填空： 在时气温最低，最低气温为℃，当天最高气温为℃，这一天的温差为℃（所有结果都取整数）． 、 经典题型 1、如图是某地一天的气温随时间变化的图象，根据这张图回答： 2、在这一天中， （1）什么时间气温最高？什么时间气温最低？最高气温和最低气温各是多少度？ （2）20时的气温是多少？ （3）什么时候气温为6℃？ （4）哪段时间内气温不断下降？ （5）哪段时间内气温持续不变？ 练习 1、如图是襄樊地区一天的气温随时间变化的图象，根据图象回答：在这一天中： （1）气温T（℃）（填“是”或“不是”）时间t（时）的函数． （2）时气温最高，时气温最低，最高汽温是℃，最低气温是℃． （3）10时的气温是℃． （4）时气温是4℃． （5）时间内，气温不断上升．

科普阅读：气温的时间变化

气温的时间变化 午热晨凉、冬寒夏暑，这是气温随时间变化的一般规律。随着地球以一日为周期的绕轴自转和以一年为周期的绕太阳公转，某一地区所接受的太阳辐射的数量就出现以日、年为周期的变化，从而导致气温的昼夜(日)和季节(年)变化。 (1)气温昼夜变化 它是指气温以一日为周期的有规律变化。气温日变化的特点是，一天当中有一个最高值和一个最低值，最高值出现在午后两点钟左右，最低值出现在清晨日出前后。一天当中气温的最高值和最低值之差，称为气温日较差。它的大小反映了气温日变化的程度。 日出以后，随着太阳辐射的增强，地面净得热量，温度升高。此时，地面放出的长波辐射也随着温度的升高而增强，大气吸收了地面的长波辐射，气温也上升。到了正午，太阳辐射达到最强，气温也随之上升。此后，太阳辐射强度虽然开始减弱，但地面得到的热量仍比地面长波辐射推动的热量还要多，地面储存的热量仍在增加，所以地温继续升高，气温也随着升高。到午后一定时间，由于太阳辐射的进一步减弱，使地面得到的热量开始少于推动的热量，地温开始下降。地温的最高值就出现在地面热量由储存转为亏损、地温由上升转为下降的时刻。这一时刻通常在午后一小时左右。随后，由于地面热量不断地亏损，气温便逐渐下降，一直下降到清晨日出之前地面储存的热量减至最少为止。所以，最低气温出现在清晨日出前后，而不是在半夜。由此看来，一昼夜间气温的高低不仅取决于接受太阳辐射数量的多少，取决于地面的热量收支，即地面接收的太阳辐射的数量和向外放射的地面有效辐射的数量之差。如收入多于支出，则地面储存的热量增加；反之，则减少。 同时还可以看出，任何一个地方，每一天的气温日变化都有一定的规律性。但由于受众多因素的影响，又不是前一天的简单重复。因此，需要全面考虑各种因素的综合影响。 (2)气温季节变化 它是指气温以一年为周期的有规律的变化。地球上绝大部分地区，一年中有一个最高值和一个最低值。由于气温的高低取决于地面储存热量的多少，地面储存热量最多的时期，就是气温最高值出现的时间；储存热量最少的时期，也就是

电阻率

电阻率 电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某种物质所制成的原件（常温下20°C）的电阻与横截面积的乘积与长度的比值叫做这种物质的电阻率。电阻率与导体的长度、横截面积等因素无关，是导体材料本身的电学性质，由导体的材料决定，且与温度有关。 电阻率在国际单位制中的单位是Ω·m，读作欧姆米，简称欧米。常用单位为“欧姆·平方毫米”。 定义 在温度一定的情况下，有公式R=ρl/s其中的ρ就是电阻率，l为材料的长度，S 为面积。可以看出，材料的电阻大小与材料的长度成正比，而与其截面积成反比。 电阻率（resistivity）是用来表示各种物质电阻特性的物理量。 在温度一定的情况下，有公式 其中的ρ就是电阻率，L为材料的长度，S为面积。可以看出，材料的电阻大小与材料的长度成正比，即在材料和横截面积不变时，长度越长，材料电阻越大：而与材料横截面积成反比，即在材料和长度不变时，横截面积越大，电阻越小。 由上式可知电阻率的定义为： 推导公式： 单位 国际单位制中，电阻率的单位是欧姆·米(Ω·m或ohmm)，常用单位是欧姆·毫米和欧姆·米。 计算公式

电阻率的计算公式为： ρ为电阻率——常用单位Ω·m S为横截面积——常用单位㎡ R为电阻值——常用单位Ω L为导线的长度——常用单位m 电阻率的另一计算公式为： ρ为电阻率——常用单位Ω·mm2/m E为电场强度——常用单位N/C J为电流密度——常用单位A/㎡ （E，J 可以为矢量） 影响电阻率的外界因素 电阻率不仅与材料种类有关，而且还与温度、压力和磁场等外界因素有关。金属材料在温度不高时，ρ与温度t(℃)的关系是ρt=ρ0(1+at)，式中ρ1与ρ0分别是t℃和0℃时的电阻率;α是电阻率的温度系数，与材料有关。锰铜的α约为1×10-1/℃(其数值极小)，用其制成的电阻器的电阻值在常温范围下随温度变化极小，适合于作标准电阻。已知材料的ρ值随温度而变化的规律后，可制成电阻式温度计来测量温度。半导体材料的α一般是负值且有较大的量值。制成的电阻式温度计具有较高的灵敏度。有些金属(如Nb和Pb)或它们的化合物，当温度降到几K或十几K(绝对温度)时，ρ突然减少到接近零，出现超导现象，超导材料有广泛的应用前景。利用材料的ρ随磁场或所受应力而改变的性质，可制成磁敏电阻或电阻应变片，分别被用来测量磁场或物体所受到的机械应力，在工程上获得广泛应用。

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

气温空间分布和时间变化

气温空间分布与时间变化 主要知识点: 1气温垂直分布 2气温水平分布 3气温日变化与年变化 一、气温垂直分布 ⑴读下表记忆低层大气得主要成分及作用 ⑵读下图比较对流层与平流层得主要特点 答案:对流层气温随高度增加而递减;空气以对流运动为主;天 气现象复杂多变 平流层气温随高度增加而增减;空气以平流运动为主;天气晴朗稳定 重要结论: 1对流层气温垂直递减率:6℃/1000米 低层大气组成 体积(％) 作用 干 洁 空 气 N 2 78 地球生物体内蛋白质得重要组成部分 O 2 21 人类与一切生物维持生命活动所必需得物质 CO 2 0、033 绿色植物进行光合作用得基本原料,并对地面起保温作用 03 很少 能吸收太阳紫外线,对地球上得生物起着保护作用 水汽 很少 产生云、雨、雾、雪等天气现象;影响地面与大气得温度 固体杂质 很少 作为凝结核,就是成云致雨得必要条件

2上冷下热利于空气对流 图2为北半球中纬度某地某日5次观测到得近地面气温垂直分布示意图。当日天气晴朗,日出时间为5时。读图回答3～4题。(10高考山东文综卷) 3、由图中信息可分析出 A、5时、20时大气较稳定 B、12时、15时出现逆温现象 C、大气热量直接来自太阳辐射 D、气温日较差自下而上增大 4、当地该日 A、日落时间为17时 B、与海口相比白昼较长 C、正午地物影子年内最长 D、正午太阳位于正北方向 答案:3.A 4.B 二、气温水平分布

世界气温水平分布规律 ①在南北半球上,无论 7 月或 1 月,气温都就是从低纬向两极递减。 ②南半球得等温线比北半球平直 ③北半球,1月份大陆上得等温线向南(低纬)凸出,海祥上则向北(高纬)凸出;7 月份正好相反。 ④7 月份,世界上最热得地方就是北纬20°-30°大陆上得沙漠地区。1 月份,西伯利亚形成北半球得寒冷中心。世界极端最低气温出现在冰雪覆盖得南极洲大陆上。 中国一、七月气温分布特点？ 一月:由南向北降低,南北温差大 七月:除青藏高原与高山外,普遍高温,南北温差小

玻璃折射率温度系数的测量

玻璃折射率温度系数的测量 一、实验目的： 1.测量玻璃的热膨胀系数和折射率温度系数。 2.在不同的实验条件下进行测量，定性分析实验的系统误差。 二、实验原理： 参见实验中心网站 三、实验室提供的主要器材： He-Ne激光器及支架、样品、铝块、水浴加热锅、数字温度计（读数精度0.1℃） 四、实验内容 1.光路调节 ?先将样品小心地滑入大铝块中间的样品腔中。 ?接着将大铝块放在水浴锅中，并置于电炉上。（此时水浴锅中已放入一定量的水。） ?然后将它们整体放在调节台上。 ?打开激光电源，调节样品的位置，使激光从样品c区反射。 ?调整光路，在观察屏上得到3个反射光斑。（中央光斑中应能看到干涉条纹。）?将小铝块放入大铝块中，插入数字温度计，微调光路，确保有干涉条纹的光斑不被遮挡。 2.在不同的水浴条件（降温速率不同）下，测量a区干涉条纹数与温度之间的关系 ?开启电炉，对样品进行加热，加热到80℃后，关闭电炉。让样品自然降温，待温度下降到80℃以下，开始测量。【最后一组数据对应的温度略高于40℃。】?在测量条纹的移动与温度变化的关系时，可以同时测量温度随时间的变化关系，研究是否符合牛顿冷却规律。【测量时，最初的温度间隔可取2℃，温度降低后 可减小到1℃，甚至0.5℃。】 ?改变水浴锅中的水量（相当于改变整个水浴系统的热容量），重复上述操作。 3.根据实验数据，作T～m图，作直线拟合，并根据残差图分析实验的系统误差。 4.选择一个水浴条件，测量c区干涉条纹数与温度之间的关系。 5.利用拟合结果，计算玻璃的热膨胀系数和折射率温度系数。 五、实验报告要求 1.实验原理部分简述即可。 2.实验过程重点在不同实验条件的比较。

测量液体折射率随温度变化的曲线

设计性实验 （报告）

摘要 在液体的各种属性中，诸如密度、浓度、温度等的改变都会影响液体的折射率，此外，外界条件如压强的改变也会在一定程度上改变液体的折射率。在生产实际中，通过测定液体折射率随不同属性的变化情况，有重要的意义。通过实验测量，甘油的折射率随温度变化的情况，温度升高，折射折射率随之减小。 关键字 液体折射率；温度；阿贝折射仪；曲线

目录 摘要 ................................................................................................. I 关键字 ................................................................................................. I 第一节前言 (1) 第二节材料与方法 (2) 第三节结果 (3) 第四节讨论 (4) 参考文献 (5) 致谢 (6)

第一节前言 折射率是表征液体光学性质的基本物理量之一。在液体的各种属性中，诸如密度、浓度、温度等的改变都会影响液体的折射率，此外，外界条件如压强的改变也会在一定程度上改变液体的折射率。在生产实际中，通过测定液体折射率随不同属性的变化情况，有重要的意义。如在食品生产中，通过测量液体折射率可以鉴别食品组成、深度及品质。为了对液体折射率有一个更深的理解，本文对甘油在不同温度下的折射率进行了测定。

第二节 材料与方法 材料：阿贝折射仪、甘油、恒温器。 阿贝折射仪的基本原理即为折射定律：2211sin n sin n αα=， n 1，n 2为交界面的两侧的两种介质的折射率（图一）。1α为入射角，2α为折射角。 若光线从光密介质进入光疏介质，入射角小于折射角，改变入射角可以使折射角达到90°，此时的入射角称为临界角，本仪器测定折射率是基于测定临界角的原理。 图二中当不同角度光线射入AB 面时，其折射都大于i ，如果用一望远镜对出射光线观察，可以看到望远镜视场被分为明暗两部分，二者之间有明显分界线。见图三所示，明暗分界处即为临界角的位置。 图一 图二 图三 图二中ABCD 为一折射棱镜，其折射率为n 2。AB 面上面是被测物体。（透明固体或液体）其折射率为n 1，由折射定律得： 22o 1sin n 90sin n α?=? （1） i sin sin n 2=?β （2） βα+=Φ 则βα-Φ= 代入（1）式得：)sin cos cos (sin n )sin(n n 221βββΦ-Φ=-Φ= （3） 由（2）式得：i sin sin n 2 2 2 2 =β 推出 22 222n i sin n cos ）（-= β 代入（3）式得：sini cos i sin n sin n 2 22 1Φ--Φ= 棱镜之折射角Φ与折射率n 2均已知。当测的临界角i 时，即可换算的被测物体之折射率n 1。 方法：用滴管滴少量甘油于两棱镜面之间，然后对样品进行加热，并稳定在所须要的每个温度上，在阿贝折射仪上读出其相应的折射率值。得到一组不同温度（25℃—90℃）下的甘油折射率值，然后作n —t 图像。（因实验的目的只是测量液体折射率随温度变化的情况，所以不必进行较对）

铂电阻随温度变化1

R 17.224 19.337 21.464 23.598 25.731 27.861 29.984 32.101 T 707580859095100105 U 1.02482 1.01525 1.00552 0.99565 0.98564 0.9755 0.95487 0.93383 T 7580859095100110120 y = 2.4702x + 25.367 R2 = 0.9998 050100150200250 3003500 20 40 60 80 100 120 T /K R/Ω T-R y = -84.801x 2-310.42x + 483.16 R2 = 1 050100150200250 3003500 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 T /K U/V T-U 00.010.020.030.040.05 0.060.070 50 100 150 200 250 300 350 T /K R/Ω 样品电阻/Ω

34.20936.31138.40440.49142.56944.64146.70648.76550.818 110115120125130135140145150 0.890720.868730.84650.824040.801380.778550.755540.73238 140150160170180190200210

52.86554.90656.94258.9736163.02265.04167.05569.066 155160165170175180185190195 0.709080.685640.662080.638410.614650.59080.56690.542940.51892 220230240250260270280290300

pt100电阻与温度对应表.

pt100电阻与温度对应表设计原理: pt100是铂热电阻,它的阻值会随着温度的变化而改变。 PT 后的 100即表示它在 0℃时阻值为 100欧姆 ,在 100℃时它的阻值约为 138.5欧姆。它的工业原理 :当PT100在 0摄氏度的时候他的阻值为 100欧姆,它的的阻值会随着温度上升它的阻值是成匀速增涨的。 应用范围: 医疗、电机、工业、温度计算、阻值计算等高精温度设备,应用范围非常之广泛。 PT100分度表 -50度 80.31欧姆 -40度 84.27欧姆 -30度 88.22欧姆 -20度 92.16欧姆 -10度 96.09欧姆 0度 100.00欧姆 10度 103.90欧姆 20度 107.79欧姆 30度 111.67欧姆 40度 115.54欧姆 50度 119.40欧姆

60度 123.24欧姆 70度 127.08欧姆 80度 130.90欧姆 90度 134.71欧姆 100度 138.51欧姆 110度 142.29欧姆 120度 146.07欧姆 130度 149.83欧姆 140度 153.58欧姆 150度 157.33欧姆 160度 161.05欧姆 170度 164.77欧姆 180度 168.48欧姆 190度 172.17欧姆 200度 175.86欧姆 组成的部分 常见的 pt1oo 感温元件有陶瓷元件,玻璃元件,云母元件,它们是由铂丝分别绕在陶瓷骨架, 玻璃骨架,云母骨架上再经过复杂的工艺加工而成 薄膜铂电阻

薄膜铂电阻:用真空沉积的薄膜技术把铂溅射在陶瓷基片上, 膜厚在 2微米以内 , 用玻璃烧结料把 Ni (或 Pd 引线固定,经激光调阻制成薄膜元件。

电阻与温度的关系

电阻与温度的关系 1、导体的电阻与温度有关。 纯金属的电阻随温度的升高电阻增大，温度升高1℃电阻值要增大千分之几。碳和绝缘体的电阻随温度的升高阻值减小。半导体电阻值与温度的关系很大，温度稍有增加电阻值减小很大。 有的合金如康铜和锰铜的电阻与温度变化的关系不大。电阻随温度变化的这几种情况都很用处。利用电阻与温度变化的关系可制造电阻温度计，铂电阻温度计能测量—263℃到1000℃的温度，半导体锗温度计可测量很低的温度。康铜和锰铜是制造标准电阻的好材料。 例如：电灯泡的灯丝用钨丝制造，灯丝正常发光时的电阻要比常温下的电阻大多少？ 钨的电阻随温度升高而增大，温度升高1℃电阻约增大千分之五。灯丝发光时温度约2000℃，所以，电阻值约增大10倍。灯丝发光时的电阻比不发光时大得多，刚接通电路时灯丝电阻 小电流很大，用电设备容易在这瞬间损坏。 2、温度对不同物质的电阻值均有不同的影晌。 导电体——在接近室温的温度，良导体的电阻值，通常与温度成正比: R=R0+aT 上式中的a称为电阻的温度系数。 半导体——未经掺杂的半导体的电阻随温度而下降，两者成几何关系: R=R0×e^(a/T) 有掺杂的半导体变化较为复杂。当温度从绝对零度上升，半导体的电阻先是减少，到了绝大部份的带电粒子 (电子或电洞/空穴) 离开了它们的载体后，电阻会因带电粒子的活动力下降而随温度稍为上升。当温度升得更高，半导体会产生新的载体 (和未经掺杂的半导体一样) ，原有的载体 (因渗杂而产生者) 重要性下降，于是电阻会再度下降。 热敏电阻器是敏感元件的一类，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器（PTC）和负温度系数热敏电阻器（NTC）。热敏电阻器的典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻器（PTC）在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器（NTC）在温度越高时电阻值越低，