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熱膨脹實驗目的及實驗原理
更新時間:2013-01-28   點擊次數:5790次

一. 科學實驗依據

1. 熟悉原料線變形因子法測定的重大意義、辦法。

2. 了解WTD2智能型熱膨脹儀的原理、結構和操作步驟。

3. 學會首次把握好測試儀數據資料和直線的具體分析技巧。

二. 實驗報告原因

工業化化大一些的工程施工,如領導房屋、跌路、橋梁結構、民航航天工程電子元器件等,還是由多

種有難度的素材定義,要通過烈日寒風有的太空船中的急聚溫表不同,因必須要準確的地撐握光于素材的熱回縮因子、其隨溫表不同的現象。

利用熱膨脹方法對材料進行測定和研究稱為“膨脹分析”。它不僅用于膨脹系數的測定,也是研究動態相變過程的有效手段,例如鋼中過冷奧氏體的等溫轉變過程(TTT曲線)和連續冷卻轉變過程(CCT曲線)的測定,zui常用的方法就是膨脹分析。在金屬材料研究中,材料的結構轉變、再結晶、時效固溶和沉淀析出,往往都伴隨著體積的變化,因此可以用膨脹分析法來研究。又如粉末冶金中材料燒結致密度的評定,非晶體材料的軟化溫度的測定等,也可以用這一方法。

1. 線擴張標準值

   線膨脹系數是指與單位溫度變化對應的試樣單位長度的線膨脹量,當溫度從T1變到T2,試樣的長度相應地從L1變到L2, 則材料在該溫度區間的平均線膨脹系數α為:

  

線膨脹系數α單位為mm·mm-1·℃-1

2. 體膨漲數值

   體膨脹系數是指與單位溫度變化對應的試樣單位體積的體積膨脹量,當溫度從T1變到T2,試樣的體積相應地從V1變到V2, 則材料在該溫度區間的平均體膨脹系數β為:

   

由于體膨脹系數測定較為復雜,所以對于熱膨脹各向同性的材料,平均體膨脹系數β與平均線膨脹系數α之間有如下的關系:

   β=3α1+α(T2T1)〕

因為α(T2T1)1,可以進一步簡化為

:

  β≈3α

對於熱膨漲各向女性朋友的的原材料,峰值體膨漲常數β可有相擬用多個互不重直的晶軸趨勢的線膨漲常數α1α2α3的和來表示之間,有如下的關系:

   β≈α1+α2+α3

由于膨脹系數實際上并不是一個恒定的值,而是隨溫度變化的。所以上述膨脹系數都是再一定溫度范圍ΔT內的平均值,因此在使用時要注意它適用的溫度范圍。表1.1列出了一些常用材料的膨脹系數。

最常見建筑材料的澎漲因子                 表1 .1

建材種類

溫度T

線膨脹系數α10-6 K -1

的原材料名號

溫度T

線膨脹系數α10-6 K -1

Al(99.97

200100

23.6

Al2O3

01000

8.8

鍛Al  4032

200100

19.4

MgO

01000

13.5

鑄Al  A132

200100

19.0

ZrO2(平穩化)

01000

10

鑄Al  220

200100

25.0

ZrO

01000

4.2

37黃銅

20300

20.3

SiC

01000

4.7

鋁白銅

20300

16.8

石英晶體玻璃窗

01000

0.5

鈹黃銅

20300

17.8

鈉鈣硅破璃

01000

9.0

20#鋼

20100

11.7

硬質的瓷

01000

6

40#鋼

20100

11.3

粘士耐火材

01000

5.5

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