[發明專利]金屬鈮剩余電阻率測量裝置和測量方法

有效

• 申請號: 200910084296.9
• 申請日: 2009-07-31
• 公開（公告）號: CN101581743A
• 公開（公告）日: 2009-11-18
• 發明（設計）人: 朱志芹
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司
• 代理人: 關 玲;賈玉忠

技術領域

本發明涉及剩余電阻率測量裝置和測量方法，具體涉及金屬鈮剩余電阻率測量裝置和測量方法。

背景技術

任何金屬都不能達到絕對純，金屬里或多或少都會有各種雜質成分。如果金屬不能達到一定的純度要求，里面的雜質含量過高，金屬本身的特性往往被雜質所掩蓋，這樣就大大地影響了金屬的使用價值。現代科學技術的發展對金屬純度要求越來越高，所以非常有必要測量金屬中雜質含量，以此來判斷金屬的純度。

金屬的剩余電阻率(RRR)是反映金屬純度的參數，通過金屬剩余電阻率的大小可以判斷金屬中雜質含量，進而可得出金屬純度的大小。剩余電阻率RRR定義為：

RRR=ρ(295K)ρ(4.2K)---(1.1)]]>

其中，ρ(295K)和ρ(4.2K)分別為金屬在溫度295K和4.2K時的電阻率。

而電阻率ρ=kUI]]>(其中k=LS]]>為常數，L為導體的長度，S為導體的橫截面積)，由于金屬在295K和4.2K時所加電流相同，即I(295K)＝I(4.2K)，所以公式剩余電阻率公式1.1可轉化為：

RRR=U(295K)U(4.2K)---(1.2)]]>

其中，U(295K)和U(4.2K)分別為金屬加相同的電流在溫度295K和4.2K時的電壓值，這樣就可通過測量金屬在這兩個溫度時的電壓值得出金屬的電阻率值。

金屬在溫度295K時的電壓值在常溫環境中測量，金屬在4.2K時的電壓值在液氦環境中測量，液氦的溫度為4.2K。測量非超導金屬例如金屬銅在4.2K時的電壓值，是把金屬銅放置4.2K的液氦環境中，給金屬銅加一定數值的小電流，再測得金屬銅的電壓值。

而金屬鈮具有超導特性，即在溫度低于其超導臨界溫度9.28K以后，其電阻為零。若金屬鈮放置在4.2K的液氦環境中，4.2K低于其超導臨界溫度，金屬鈮進入超導狀態，電阻為零，即使加一定的電流之后其電壓仍為零，無法通過公式1.2算出金屬鈮的剩余電阻率。

由此可知無法測出金屬鈮在4.2K時的電壓值，也就無法通過公式1.2計算出金屬鈮的剩余電阻率值。

由W.Singer提出的一種測量金屬鈮的剩余電阻率的方法[International?Symposium?onHydrogen?in?Matter(ISOHIM?2005)，Uppsala，Sweden，13-17?June?2005.]，是利用以下公式測量盡可能接近金屬鈮超導臨界溫度，再外推至4.2K時的剩余電阻率：