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材料科学基础实验指导书适用专业：材料物理总学时：32学时目录实验一铁磁性材料居里温度的测定 (3)实验二材料导热系数的测定 (7)实验三润湿角（接触角）的测定 (10)实验四四探针法测量半导体电阻率 (14)实验五示波器法测定铁磁性材料的磁化曲线和磁滞曲线 (19)实验六拉伸实验 (26)实验七铸铁显微组织的观察 (32)实验八碳钢金相试样的制备、组织观察及力学性能的测定 (39)实验一铁磁性材料居里温度的测定铁磁性物质的磁性随温度的变化而变化，当温度上升到某一温度时，铁磁性材料就由磁性状态转变为顺磁性状态，即失掉铁磁性物质的特性而转变为顺磁性物质，这个温度称之为居里温度，以T C表示，测量T C不仅对磁性材料、磁性器件的研制、使用，而且对工程技术以及家用电器的设计都具有重要的意义。
[实验目的]1. 初步了解铁磁性物质由铁磁性转变为顺磁性的微观机理；2. 学习用JLD-Ⅱ型居里点测试仪测量居里温度的原理和方法；3. 测定5个低温温敏磁环的居里温度。
[实验装置]JLD-Ⅱ型居里点测试仪一套（主机一台，加温炉一台，样品5只）。
[实验原理]1.基本原理在铁磁性物质中，相邻原子间存在着非常强的交换耦合作用，这个相互作用促使相邻原子的磁矩平行排列起来，形成一个自发磁化达到饱和状态的区域，这个区域的体积约为10-8m3，称之为磁畴。
在没有外磁场作用时，不同磁畴的取相各不相同，如图1所示。
因此，对整个铁磁物质来说，任何宏观的方向，任何宏观区域的平均磁矩不再为零，且随着外磁场的增大而增大。
当外磁场增大到一定值时，所有磁畴沿外磁场方向整齐排列，如图2所示，任何宏观区域的平均磁矩达到最大值，铁磁物质显示出很强的磁性，我们说铁磁物质被磁化了，铁磁物质的磁导率μ远远大于顺磁物质的磁导率。
外磁场方向图1 图2铁磁物质被磁化后具有很强的磁性，但这种磁性与温度有关，随着铁磁物质温度的升高，金属点阵热运动的加剧会影响磁畴磁矩的有序排列，但在未达到一定温度时，热运动不足以破坏磁畴磁矩的平行排列，此时任何宏观区域的平均磁矩仍不为零，物质仍具有磁性，只是平均磁矩随温度升高而减小。
四探针操作规范范文一、引言四探针操作是一种用于测试材料电学特性的方法，它通过测量材料的电流和电压来确定材料的电阻率、电导率和电阻等重要参数。
四探针操作具有高精度、非破坏性和简便的特点，在材料科学、电子工程和物理学等领域有着广泛的应用。
为确保四探针操作的准确性和可靠性，制定本操作规范。
二、仪器和设备准备1.确保四探针操作所需仪器设备的正常工作。
包括四探针测试仪、电源、数字多表、采样电阻和测试样品等。
2.检查四探针测试仪的校准情况，保证其测量精度符合要求。
3.根据测试需求选择合适的采样电阻，并确保其电阻值稳定、接触良好。
三、测试样品的准备和处理1.选择合适的测试样品，根据材料的特性和测试需求决定样品的形状和尺寸。
2.确保样品表面洁净，去除可能影响测量的尘埃、油污和氧化物等，可以使用专用清洗剂进行清洗。
3.在测试样品表面涂覆一层导电涂层，以确保四探针与样品表面之间有良好的电接触。
常用的导电涂层有铜粉、银膏等。
四、操作步骤1.将测试样品放置在四探针测试台上，并进行样品的定位和固定，保证测试过程中样品的稳定性。
2.将四个探针分别插入测试样品的四个角，探针与样品表面之间的接触点应均匀分布，并保持与样品表面垂直。
3.打开四探针测试仪和电源，调节电源输出电压和电流为预设值。
4.根据四探针测试仪的操作手册进行操作，选取测量模式和参数，并开始测试。
5.测试过程中，避免干扰源的影响，如电磁场、阳光直射等。
6.测量完成后，关闭四探针测试仪和电源，拔出探针和测试样品。
五、数据处理和分析1.将四探针测试仪测得的原始数据导入计算机，并进行数据清洗和去噪，去除异常值和噪声干扰。
2.根据导出的数据文件，计算样品的电阻率、电导率和电阻等参数。
3.根据测试需求，对数据进行统计和分析，得出相应的结论。
六、数据记录和报告1.将实验过程中的操作步骤、测试参数和结果等详细记录，并保存原始数据文件。
2.撰写实验报告，包括实验目的、原理、方法、结果和讨论等内容。
南开大学 硅光电子学与储能实验室Four-Point Probe Operation | 2011四探针操作手册四探针操作说明书Four-Point Probe Operation 第1章引言 (1)1. 目的 (1)2. 应用范围 (1)3. 测试设备 (1)四探针 (1)数字电压源表 (2)第2章原理简述 (3)1. 薄膜(厚度≤4mm)电阻率： (3)2. 薄膜方块电阻 (3)第3章操作方法 (5)1. 引言 (5)2. 测试线连接方式 (5)3. KEITHLEY 2400高压源表设置指南 (6)4. 探针接触方式 (8)5. 数据测试指南 (8)第4章注意事项 (10)附表 (I)第1章引言1.目的本说明书主要介绍用四探针法测试薄膜方块电阻及电阻率的原理及具体操作方法。
2.应用范围测量参数：方块电阻，电阻率测量样品：均匀薄膜，均匀薄片方块电阻测试范围：0.01Ω～500MΩ电阻率测试范围：10-5Ω∙cm～103Ω∙cm样品大小：直径>1cm精度：<±5%3.测试设备四探针生产厂商：广州四探针有限公司RTS-2型基本指标：间距：1±0.01mm；针间绝缘电阻: ≥1000MΩ；机械游移率: ≤0.3％；探针：碳化钨或高速钢材质，探针直径Ф0.5mm；探针压力：5～16 牛顿(总力)；使用环境：温度:：23±2℃；相对湿度：≤65％；无高频干扰；无强光直射；基本参数：Fsp=0.1探针间距：1.0mm数字电压源表生产厂商：KEITHLEY 2400高压源表技术参数：准确度：0.012％功率：20w型号：2400品牌：吉时利测量范围：可选高电压（1100V）或大电流（3A）源/测量（A）KEITHLEY2400通用型源表,最大可测量200V的电流和1A的电流，输出功率20W.主要特点及优点:设计用于高速直流参数测度2400系列提供宽动态范围：10pA to 10A, 1μV to1100V, 20W to 1000W四象限工作0.012%的精确度，51/2 的分辨率可程控电流驱动和电压测量钳位的6位线电阻测量在4 1/2 数位时通过GPIB达1700读数/秒内置快速失败/通过测试比较器可选接触式检查功能数字I/O提供快速分选与机械手连接GPIB, RS-232, 和触发式连接面板TestPoint and LabVIEW驱动第2章原理简述将四根排成一条直线的探针以一定的压力垂直地压在被测样品表面上，在1、4 探针间通以电流I(mA)，2、3 探针间就产生一定的电压V(mV)(如图1)。
四點探針量測儀使用操作手冊作者：余沐榮, 光電碩一, 分機: 4692 ( 2007 / 7 / 30 )四點探針量測儀(Four-Point Probe)可以測量導體及半導體的電阻。
本設備主要用途為量測半導體薄膜電阻，即片電阻係數(Sheet Resistivity)，單位為Ω/ 或ohms per square。
(符號 代表對一片面積做量測，並不是代表cm2)可量測樣品規格為: (1) 2吋至6吋晶圓(表面須為平整的導電薄膜)(2) 破片: 至少2公分見方以上操作步驟如下:打開靠近四點探針儀側面(右手邊)的電源開關，接著按下電腦Power ON 鍵後，隨即進入主畫面。
測量破片時，請勿將待測樣品置於狹縫之中，以避免探針損壞，如下圖所示: 進入畫面後，點選Yes。
打開開關Power ON樣品樣品點選選單中的Password → Log ON →鍵入Shift + 123→ OK。
點選選單中的Utilities → Control 進入操作介面。
如下所示:Cassette 操作介面沒有作用(勿動)。
ProbeArm : 調整探針懸臂的移動位置Position : 調整懸臂前進與後退(透過左右箭頭)(上下箭頭)則是移動的間距，以便進行微調Home : 驅動探針懸臂馬達回到開機前的位置ChunkRot : 調整吸盤(置放待測樣品的平台)的移動位置Position : 調整吸盤的位置(R為逆時針旋轉，T為順時針) (上下箭頭)則是移動的間距，以便進行微調Home : 驅動吸盤馬達回到原位置ChunkElev : 調整探針懸臂的移動位置Position : 調整懸臂向上與向下移動(控制升降)(上下箭頭)則是移動的間距，以便進行微調Home : 驅動探針懸臂馬達回到原位置舉例: 上述的動作也可以透過點選( Probe To →R = 60 mmTh(角度) = 50 deg → OK ) 來加以調整探針與吸盤的相對位置(以不互相碰撞為原則)。
SDY-5型双电测四探针测试仪技术说明书一、概述二、技术指标三、测量原理四、仪器结构说明五、使用方法六、注意事项七、打印机操作方法一、概述SDY-5型双电测四探针测试仪采用了四探针双位组合测量新技术，将范德堡测量方法推广应用到直线四探针上，利用电流探针、电压探针的变换，进行两次电测量，能自动消除样品几何尺寸、边界效应以及探针不等距和机械游移等因素对测量结果的影响。
因而不必知道探针间距，样品尺寸及探针在样品表面上的位置。
由于每次测量都是对几何因素的影响进行动态的自动修正，因此显著降低了几何因素影响，从而提高了测量准确度。
用目前大量使用的常规四探针测量方法所生产的仪器是根本办不到的。
使用本仪器测量时，由于不需要进行几何边界条件和探针间距的修正，因而对各种形状的薄膜材料及片状材料有广泛的适用性。
仪器适用于测量片状半导体材料电阻率及硅扩散层、离子注入层、异型外延层等半导体器件和液晶片导电膜、电热膜等薄层（膜）的方块电阻。
仪器以大规模集成电路为核心部件，并应用了微计算机技术。
利用HQ-710F型微计算机作为专用测量控制及数据处理器，使得测量、计算、读数更加直观、快速，并能打印全部预置和测量数据。
二、技术指标1.测量范围：硅片电阻率：0.01—200Ω.cm (可扩展)薄层电阻：0.01—2000Ω/口(可扩展)(方块电阻)可测晶片直径：最大直径100 mm(配J-2型手动测试架)200 mm(配J-5型手动测试架)可测晶片厚度：≤ 3.00 mm2.恒流电源:电流量程分为100μm、1mA、10mA、100mA四档。
各档电流连续可调。
稳定度优于0.1% 3.数字电压表:量程：0-199.99mV；分辨率：0.01 mV显示：四位半红色发光管数字显示.极性、小数点、超量程自动显示。
精度：±0.1%4.模拟电路测试误差:(用1、10、100、1000Ω精密电阻)≤±0.3%±1字5. 整机准确度:(用0.01—200Ω.cm 硅标样片测试)<5%6. 微计算机功能:(1)键盘控制测量取数,自动控制电流换向和电流、电压探针的变换，并进行正、反向电流下的测量，显示出平均值。
SDY-4型四探针测试仪SDY-4型四探针测试仪是根据单晶硅物理测试方法国家标准并参考美国A.S.T.M标准设计的半导体材料电阻率及方块电阻(薄层电阻)测试专用仪器.仪器以大规模集成电路为核心部件,采用平面轻触式开关控制,及各种工作状态LED指示.应用微计算机技术，利用HQ-710E型测量数据处理器，使得测量读数更加直观、快速，并能实现晶片厚度自行修正，打印出全部预置和测量、计算数据。
整套仪器体积小、功耗低、测量精度高、测试速度快、稳定性好、易操作。
SDY4四探针测试仪本仪器可满足半导体材料、器件的研究生产单位对材料(棒材、片材)电阻率及扩散层、离子注入层、异型外延层和导电薄膜方块电阻测量的需要。
技术指标1 测量范围: 电阻率:0.001-200Ω.cm(可扩展);方块电阻:0.01-2000Ω/口(可扩展);2 可测晶片直径(最大):100mm(配J-2B型手动测试台)200mm(配J-51型手动测试台)3 恒流源:电流量程分为0.1、1、10、100(mA)四档,各档电流连续可调.误差<±0.3%4 数字电压表:量程:0-199.99mV; 分辨率:10μV显示:四位半红色发光管数字显示;极性、小数点、超量程自动显示。
输入阻抗>1000MΩ; 精度:±0.1%.5 最大电阻测量误差(按JJG508-87进行):0.1Ω、1Ω、10Ω、100Ω小于等于0.3%±1字.6 四探针探头:间距:1±0.01mm;针间绝缘电阻≥1000MΩ;机械游移率:≤0.3%探针压力:TZT-9A/9B: 12-16牛顿(总力) TZT-9C/9D 5-8 牛顿(总力)7 整机不确定度:(用硅标样片测试)≤5% (0.01-180Ω.cm)8 外形尺寸:电气主机:360mm×320mm×100mm；数据处理器：300mm×210mm×105mm9 数据处理器功能:A 键盘控制测量取数,自动进行电流换向,并进行正反向电流下的电阻率(或方块电阻)测量,显示出平均值.测薄片时,可自动进行厚度修正;B 键盘控制数据处理,运算电阻率平均值和电阻率值最大百分变化及平均百分变化;C 键盘控制打印全部测量数据.测量条件、最大电阻率值、最小电阻率值、电阻率最大百分变化及平均百分变化。
