稀磁铜铁低温热电偶的热电特性分析及其实验装置.pdf

随着科学技术的飞速发展，热电偶作为科学研究和工业应用中最广泛使用的测温方式，稀磁铜铁热电偶是其在低温温区的重要组成部分。本文来源于国家自然科学基金应用基础研究项目课题（批准号：51276070）：稀磁铜铁合金低温热电动势应用基础研究。　　本文主要研究了稀磁铜铁合金低温热电特性。为了能够解释稀磁合金低温热电势极大现象，本文分析了稀磁铜铁合金内部的局域磁矩的形成，建立了系统的哈密顿量，其中哈密顿量包括低温下稀磁铜铁合金内声子的曳引效应和传导电子和声子的相互作用效应。用格林函数分析方法求解该哈密顿量，分析了不考虑磁性杂质之间相互作用和考虑磁性杂质之间相互作用两种情况下的稀磁合金的低温热电势。根据以上的理论分析，推导了铜铁稀磁合金在4K~100K温度范围内低温热电势理论公式。　　为了验证所推导的公式，本文还设计制造了稀磁铜铁热电偶低温分度实验台。实验台分为两个系统：低温恒温器部分和数据采集部分。低温恒温器部分使用G-M制冷机作为冷源，直接冷却样品架上样品。本文对其进行了热负荷分析，并设计制造了G-M制冷机低温恒温器。数据采集部分使用铑铁电阻和铂电阻为标准温度计。热电偶的参考端为水的三相点（273.25K）。基于以上，设计制造了一套用于铜铁热电偶低温分度实验的实验台，为理论分析提供实验数据支持。