热膨胀系数46565

《热膨胀系数46565》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、材料热膨胀系数的测定物体的体积或长度随温度的升高而增大的现象称为热膨胀。热膨胀系数是材料的主要物理性质z—,它是衡量材料的热稳定性好坏的一个重要指标。在实际M用屮，当两种不同的材料彼此焊接或熔接时，选择材料的热膨胀系数显得尤为重要，如玻璃仪器、陶瓷制品的焊接加工，都要求二种材料具备相近的膨胀系数。在电真空工业和仪器制造工业中广泛地将非金属材料(玻璃、陶瓷)与各种金加焊接，也耍求两者有相适应的热膨胀系数；如果选择材料的膨胀系数相差比较大，炸接时rh于膨胀的速度不同,在焊接处产住应力，降低了材料的机械强度和气密性，严重时会导致焊接处脱落、炸裂、漏气或漏汕。

2、如果层状物由两种材料迭置连接而成，则温度变化时，由于两种材料膨胀值不同,若仍连接在一起，体系中要采用——中间膨胀值，从而使一种材料中产生压应力而另一种材料中产生大小相等的张应力，恰当地利用这个特性，可以增加制品的强度。因此，测定材料的热膨胀系数具有重要的意义。目前，测定材料线膨胀系数的方法很多，有示差法(或称“石英膨胀计法”)、双线法、光干涉法、重量温度计法等。在所有这些测试方法中，以示差法具有广泛的实用意义。国内外示差法所采用的测试仪器很多，冇分立式膨胀仪(如wciSS立式膨胀仪)和卧式膨胀仪(如HTV型、UBD型、RPZ—1型晶体管式白动热膨胀仪)

3、两种。有工厂的定型产甜，也有自制的石英膨胀计。此外，双线法在生产中也是一种快速测量法。本实验采用示差法。一、实验目的1・了解测定材料的膨胀曲线对生产的指导意义。2.掌握示差法和双线法测定热膨胀系数的原理和方法、测试要点。3.利用材料的热膨胀Illi线，确定玻璃材料的特征温度。二、实验原理一般的普通材料，通常所说膨胀系数是指线膨胀系数，其意义是温度升高1°C时单位长度上所增加的长度，单位为厘米/厘米•度。假设物体原來的长度为5,温度升高后长度的增加量为AL,实验指出它们Z间存在如卜关系：ZL/L()=a】Z^t(1)式中的⑷称为线膨胀系数，也就是温度每

4、升高1°C时，物体的相对仲氏。当物体的温度从T

5、上升到T2时，其体积也从V,变化为V2,则该物体在T1至T2的温度范围内，温度每上升一个单位，单位体积物体的平均增长量为P=(Vi-V2)/V1(T1-T2)(2)式中，卩为平均体膨胀系数。从测试技术來说，测体膨胀系数较为复杂。因此，在讨论材料的热膨胀系数时，常常采用线膨胀系数a=(L]—L2)/L](T

6、—T2)⑶式中：a—玻璃的平均线膨胀系数；L）—在温度为T］时试样的长度；L2—在温度为T2时试样的长度。B与a的关系是p=3a+3a2-AT2+a3-AT3（4）方程（4）屮的第二项和第三项非常小，在

7、实际屮一般略去不计，而取沪3a。必须指出，由于膨胀系数实际上并不是一个恒定的值，而是随温度变化的，所以上述膨胀系数都是具有在一•定温度范围Zt内的平均值的概念，因此使用时要注意它适用的温度范围。表1一些材料的膨胀系数材料名称线膨胀系数（10蚁）0〜1000°C材料名称线膨胀系数(106K-!)0〜1000°C材料名称线膨胀系数(106K'')0〜1000°CA13O2I8.8ZrO2（稳定化）10硼硅玻璃3BeO9.0TiC7.4粘土耐火材5.5MgO13.5B4C4.5刚玉瓷5〜5.5莫來石5.3SiC4.7硬质瓷6尖晶石7.6石英玻璃0.5滑石瓷

8、7〜9氧化钻4.2钠钙硅玻璃9.0钛酸饮瓷10示差法是基于采用热稳定性良好的材料石英玻璃（棒和管）在较高温度下，其线膨胀系数随温度而改变的性质很小，当温度升高时，石英玻璃与其小的待测试样与石英玻璃棒都会发生膨胀，但是待测试样的膨胀比石英玻璃管上同样长度部分的膨胀要大。因血使得与待测试样相接触的石英玻璃棒发*移动，这个移动是石英玻璃管、右英玻璃棒和待测试样三者的同时伸长和部分抵消后在千分表上所显示的AL值，它包括试样与石英玻璃管和石英玻璃棒的热膨胀之差值，测定出这个系统的伸长之羌值及加热前后温度的羌数，并根据已知石英玻璃的膨胀系数，便可算出待测试样的热膨

9、胀系数。图1石英膨胀仪示意图图2是石英膨胀仪的工作原理分析图，从图中可见，膨胀仪上千分表上的读数为△L=AL1—AL2由此得：△]]=△!.+AL2根据定义，待测试样的线膨胀系数a=(AL+AL2)/L-At=(AL/L-At)+(AL2/L-At)其屮AL2/L•At=a石所以a=a石十(AL/L・At)若温度差为t2-tP则待测试样的平均线膨胀系数a可按下式计算:a=a石+AL/L（12一t】）（5）式中：a石一石英玻璃的平均线膨胀系数（按下列温度范围取值）；5.7x10-7度“(0“2300°C)5.9x10-7度"(0--400°C)5.8x1

10、0-7度"(0-1000°C)5.97x10-7度"（200〜700C）h—开始测定时的温度；