材料物理性能实验指导书
《材料物理性能》实验指导书
实验一 居里点的测定
一、实验目的
1．通过实验，对感应电动势随温度升高而下降的现象进行观察，初步了解铁磁材料在居里温度点由铁磁性变为顺磁性的微观机理。
2．用感应法测定磁性材料的曲线εeff(B)~T 并求出其居里温度。
3. 用示波器观测铁磁性材料的磁滞回线和居里温度。
二、实验设备
JLD-III 居里点测定仪、磁性材料、示波器。
三、实验原理
基本原理
在磁环上分别绕线圈 A, B, 并在A 线圈上通激励电流，则 B 线圈上感应电动势有效值为：
εeff(B) =4.44fNφm ……………………………………(1)
f 为频率，N 为线圈匝数，φm 为最大磁通。(4.44为仪器常数)
φm = B m .S ……………………………………………(2)
S 是磁环的截面积，B m 是最大磁感应强度，即磁感应强度正弦变化的幅值。 又因为 B
H =------ .........…………………………..………..........(3) μ
μ是磁导系数或磁导率，在SI 制中单位为亨/米。
把 (2) (3) 式代入 (1)， 得：
µH m εeff(B) =4.44fNS
H m 是磁场强度的幅值，当激励电流稳定成正弦变化，则 H m 恒定，即得
εeff(B)∝μ
即当μ=0 时，感应势 εeff(B)=0, 此时温度 T c 称居里点。
四、实验步骤
1. 参照仪器安装步骤，连好实验部分和测量部分 (加热电流暂不接) 。
2. 将示波器打在 X - Y功能上，然后将 H 接于 X 轴，B 接于Y 轴。调出磁滞
回线，把放大倍数调至适中，然后进行下一步骤 (增加温度观察居里点，即直至温度达到T c 磁滞回线消失时，为居里点)
3. εeff ～T 曲线的测量：
(1)合上测量部分的电源开关，“温度显示”显示出室温温度。预热十分钟，显示
温度方接近实际室温。“电压显示”显示感应电动势。
(2)接上加热电流，把电流调到较小 (看发光二极管明暗指示) 。
(3)温度每升高5℃记下对应的εeff(B)的值，直到其显示值接近零。磁芯有温度滞
后效应，所以，加热的快慢对居里点△T c 测试会略有差别。εeff(B)～T 陡降阶段须按每1℃做一次测量。温度的控制可用温控电位器或接电热丝的手抡插头来掌握。
(4)停止电炉加热 (把连接线去掉) ，让其自然冷却，并记录εeff(B)值直到炉温接
近室温。
4. 取出被测样品，将另一个测试样品安装到试件插座位置， 按实验步骤进行
εeff(B)～T 曲线的测量。
5. 依次进行做完5个样品的测量。
五、数据记录和误差分析
1．纪录时准确定出有效数字位数
2．横纵坐标的比例适当，采用相应的绘图软件（如：Excel ）进行绘图
3．对实验数据要进行处理，实验现象和误差要进行分析和讨论
六、思考题
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。
实验二 材料热膨胀的测定
一、实验目的
1．通过实验，对材料的膨胀现象进行观察，了解材料随温度的变化出现的伸缩变化规律。
2．测定材料线膨胀—温度曲线△L~T 并求出膨胀系数α。
二、实验设备
千分尺、合金材料(铁合金，铜棒) 、恒温箱。
三、实验原理
基本原理
一般来说，物体的热胀冷缩是一种普遍现象，而膨胀系数就是表示物体这一特
性的一个参数。金属材料在不出现相变和磁性转变的情况下，试样的长度随温度的可以近似地表示成线性关系
L = L0[1+α(T-T0)] ……………………………………(1)
L 和L 0为在T 和T 0温度下试样的长度；α为平均膨胀系数，表示为：
α= (L-L0)/L0(T-T0) …………….………………………(2)
四、实验步骤
1. 将千分尺用标样校准，并将同一个待测试样在不同温度下加热保温10-15分
钟。温度的选择为0、10、20、30、40、50、60、80、100
2. 测量不同温度条件下试样的长度变化，并记录。
3. 绘制出温度长度变化曲线，并根据△L~T计算每个测量点的平均膨胀系数
4. 作出所测的膨胀系数温度的变化曲线，即α—T
5. 依次做完2个样品的测量。
五. 数据记录和误差分析
4．纪录时准确定出有效数字位数
5．横纵坐标的比例适当，采用相应的绘图软件（如：Excel ）进行绘图
6．对实验数据要进行处理，实验现象和误差要进行分析和讨论
六. 思考题
影响材料的膨胀系数的主要因素是什么，如何获得低膨胀系数的合金？