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什么是熱膨脹系數(shù)?
物體的體積或長(zhǎng)度隨溫度的變化而膨脹的現(xiàn)象稱(chēng)為熱膨脹。其變化能力表示為恒定壓力下單位溫度變化(p是一定的)引起的長(zhǎng)度,面積或體積的變化,即熱膨脹系數(shù)。熱膨脹的本質(zhì)是晶格結(jié)構(gòu)之間的平均距離隨溫度而變化。材料的熱膨脹通常用線性膨脹系數(shù)或體積膨脹系數(shù)表示。熱膨脹系數(shù)是材料的主要物理性質(zhì)之一。它是衡量材料熱穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。
熱膨脹系數(shù)有什么意義?
在實(shí)際應(yīng)用中,當(dāng)焊接或焊接兩種不同的材料時(shí),選擇材料的熱膨脹系數(shù)尤為重要。例如,玻璃儀器和陶瓷產(chǎn)品的焊接處理要求兩種材料具有相似的熱膨脹系數(shù)。在電真空工業(yè)和儀器制造業(yè)中廣泛使用非金屬材料和各種金屬焊接,也要求兩者都適應(yīng)熱膨脹系數(shù):如果選擇材料膨脹系數(shù)差異較大,因?yàn)榕蛎浡什煌?,焊接時(shí)在焊接處產(chǎn)生應(yīng)力,降低材料的機(jī)械強(qiáng)度和氣密性,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成焊接處剝落,裂縫,泄漏或溢出。
如果兩種材料的材料層可以與覆蓋層連接,溫度會(huì)發(fā)生變化,因?yàn)閮煞N材料的價(jià)值不同,如果還在一起,就要在系統(tǒng)中使用 - 中間值,這樣壓縮應(yīng)力是由一種材料形成而另一種是等于拉伸應(yīng)力的大小形成的材料,正確使用這一特征,可以增加產(chǎn)品的強(qiáng)度。因此,測(cè)量材料的熱膨脹系數(shù)具有重要意義。
化學(xué)礦物組成的熱膨脹系數(shù)與材料的化學(xué)成分,晶態(tài),晶體結(jié)構(gòu)和鍵合強(qiáng)度有關(guān)。具有相同組成和不同結(jié)構(gòu)的物質(zhì)具有不同的膨脹系數(shù)。
1.通常,致密晶體的膨脹系數(shù)較大。與非晶玻璃類(lèi)似,它通常具有較小的膨脹系數(shù)。具有高粘合強(qiáng)度的材料通常具有低膨脹系數(shù)。
2.當(dāng)發(fā)生相變時(shí),相變材料的熱膨脹系數(shù)也會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)純金屬同構(gòu)變化時(shí),晶格結(jié)構(gòu)重排伴隨著金屬的特定體積突變,導(dǎo)致線性膨脹系數(shù)的不連續(xù)變化。
3.由簡(jiǎn)單金屬和非鐵磁金屬組成的單相均相固溶體合金的膨脹系數(shù)介于內(nèi)部組分的膨脹系數(shù)之間。多相合金的膨脹系數(shù)取決于組成相的性質(zhì)和數(shù)量,可以通過(guò)使用混合規(guī)則根據(jù)每個(gè)相的體積百分比粗略計(jì)算。
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