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    成都线性热膨胀系数测试第三方

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    更新时间：2025-05-13   浏览数：623
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    亦称线胀系数。固体物质的温度每升高1℃时，其单位长度的伸长量，叫做“线膨胀系数”。单位为1/℃或1/开。符号为αl。
    定义式为：lt=l0（l+al△t）。
    由于物质的不同，线膨胀系数亦不相同，其数值也与实际温度和确定长度1时所选定的参考温度有关，但由于固体的线膨胀系数变化不大，通常可以忽略，而将a当作与温度无关的常数。

    《机械设计手册》上有材料的线膨胀系数可供查询。

    物体由于温度改变而有胀缩现象。其变化能力以等压(p一定)下，单位温度变化所导致的长度量值的变化，即热膨胀系数表示。各物体的热膨胀系数不同，一般金属的热膨胀系数单位为1/度（摄氏）。


    线胀系数是指固态物质当温度改变摄氏度1度时，其某一方向上的长度的变化和它在20℃（即标准实验室环境）时的长度的比值。

    大多数情况之下，此系数为正值。也就是说温度变化与长度变化成正比，温度升高体积扩大。但是也有例外，如水在0到4摄氏度之间，会出现负膨胀。而一些陶瓷材料在温度升高情况下，几乎不发生几何特性变化，其热膨胀系数接近0。

    耐火材料线膨胀系数的常用测量方法是**杆式间接法和望远镜直读法。新的激光法测定线膨胀系数也越来越受到重视。

    **杆式间接法

    **杆法是一种经典方法，采用机械测量原理，即将试样的一端固定在支持器的端头上，另一端与**杆接触，试样、支持器和**杆同时加热，试样与这些部件的热膨胀差值被**杆传递出来，并被测量。这类仪器由于试样位置(立式或卧式)、膨胀量的测量方法(直接测量、电子或光学方法)而区分成多种型号的仪器。应用较普遍的是电感式膨胀仪。它的传感器是差动变压器，也称差动变压器热膨胀仪。由于**杆和支持器尺寸较长，高温炉的加热条件难于使温度分布均匀一致，**杆和支持器之间的膨胀量难以相互抵消，所以膨胀的测量值需要校正。

    望远镜直读法

    望远镜直读法是用双筒望远镜直接观察炉内高温下试样膨胀的变化值，通过计算得到线膨胀系数。测量温度可高达2000℃，目镜上的测微计直接测量试样伸长量。所用试样较长，加热炉要有足够的恒温带。该方法的缺点是一般不易自动记录。现在已发展了定时照相的自动记录系统。

    激光法测量

    热膨胀是近年发展的。它是以一激光束扫描试样，而不断测定试样在加热过程中长度的变化。由于测量精度高、计算机组成的全自动控制、记录和多功能系统而受到欢迎。选择热膨胀测量方法时主要考虑测试范围、待测材料的种类和特性、测量精度和灵敏度等。


    概述


    expansion thermal coefficient
    热膨胀系数有线膨胀系数α、面膨胀系数β和体膨胀系数γ。
    式中ΔL为所给长度变化ΔT下物体温度的改变，L为初始长度；ΔS为所给面积变化ΔT下物体温度的改变，S为初始面积；ΔV为所给体积变化ΔT下物体温度的改变，V为初始体积；
    严格说来，上式只是温度变化范围不大时的微分定义式的差分近似；准确定义要求ΔV与ΔT无限微小，这也意味着，热膨胀系数在较大的温度区间内通常不是常量。
    温度变化不是很大时，α就成了常量，利用它，可以把固体和液体体积膨胀表示如下：
    Vt=V0(1+3αΔT)，
    而对理想气体，
    Vt=V0(1+0.00367ΔT)；
    Vt、V0分别为物体末态和初态的体积
    对于可近似看做一维的物体，长度就是衡量其体积的决定因素，这时的热膨胀系数可简化定义为：单位温度改变下长度的增加量与的原长度的比值，这就是线膨胀系数。
    对于三维的具有各向异性的物质，有线膨胀系数和体膨胀系数之分。如石墨结构具有显着的各向异性，因而石墨纤维线膨胀系数也呈现出各向异性，表现为平行于层面方向的热膨胀系数远小于垂直于层面方向。
    宏观热膨胀系数与各轴向膨胀系数的关系式有多个，普遍认可的有Mrozowski算式：
    α=Aαc+(1-A)αa
    αa,αc分别为a轴和c轴方向的热膨胀率，A被称为“结构端面”参数。
    热膨胀系数的精密测试与测量能力溯源
    为了保证材料热膨胀系数国与国之间的量值统一和互认，国际计量局长度**（CCL）2004年启动过材料热膨胀系数的国际比对，有十几个国家参加了这个项目的国际比对。

    为应对国际比对，更为了统一与实现国内材料的热膨胀系数测量能力及热膨胀仪测量精度，经国家局批准在国家计量院(中国计量科学研究院)建立“材料热膨胀系数国家较高标准装置”，以满足量值统一及测试需求。该标准基于较小误差链原则，把相关量值直接溯源到国家基准单位，在-180度到2400度范围内提供较高达10E-8量级测量不确定度。

    金属膨胀系数

    测定温度条件及单位：20℃，(单位1E-6 /K或1E-6 /℃）
    金属名称
    元素符号
    线性热膨胀系数
    金属名称
    元素符号
    线性热膨胀系数
    铍
    Be
    12.3
    铝
    Al
    23.2
    锑
    Sb
    10.5
    铅
    Pb
    29.3
    铜
    Cu
    17.5
    镉
    Cd
    41.0
    铬
    Cr
    6.2
    铁
    Fe
    12.2
    锗
    Ge
    6.0
    金
    Au
    14.2
    铱
    Ir
    6.5
    镁
    Mg
    26.0
    锰
    Mn
    23.0
    钼
    Mo
    5.2
    镍
    Ni
    13.0
    铂
    Pt
    9.0
    银
    Ag
    19.5
    锡
    Sn
    2.0
    液体膨胀系数
    测定温度条件：20℃，单位：1/℃（1/K）
    汞（水银）
    0.00018
    水
    0.000208
    丙三醇（甘油）
    0.00050
    浓硫酸
    0.00055
    乙二醇
    0.00057
    苯胺
    0.00085
    二甲苯
    0.00085
    汽油
    0.00095
    松节油
    0.00100
    煤油
    0.00100
    甲苯
    0.00108
    乙醇（酒精）
    0.00109
    乙酸
    0.00110
    溴
    0.00110
    正辛烷
    0.00114
    三氯乙烯
    0.00117
    甲醇
    0.00118
    二硫化碳
    0.00119
    四氯化碳
    0.00122
    正庚烷
    0.00124
    苯
    0.00125
    氯仿
    0.00127
    乙酸乙酯
    0.00138
    丙酮
    0.00143
    乙醚
    0.00160

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