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常見未經(jīng)編輯熱膨脹系數(shù)

物體由于溫度改變而有脹縮現(xiàn)象。其變化能力以等壓(p一定)下,單位溫度變化所導(dǎo)致的體積變化,即熱膨脹系數(shù)表示 。深圳華鎳免費(fèi)提供材料樣品郵寄。


熱膨脹系數(shù)α=ΔV/(V*ΔT).

式中ΔV為所給溫度變化ΔT下物體體積的改變,V為物體體積

嚴(yán)格說來,上式只是溫度變化范圍不大時(shí)的微分定義式的差分近似;準(zhǔn)確定義要求ΔV與ΔT無限微小,這也意味著,熱膨脹系數(shù)在較大的溫度區(qū)間內(nèi)通常不是常量。


溫度變化不是很大時(shí),α就成了常量,利用它,可以把固體和液體體積膨脹表示如下:

Vt=V0(1+3αΔT),

而對(duì)理想氣體,

Vt=V0(1+0.00367ΔT);

Vt、V0分別為物體末態(tài)和初態(tài)的體積

對(duì)于可近似看做一維的物體,長度就是衡量其體積的決定因素,這時(shí)的熱膨脹系數(shù)可簡化定義為:單位溫度改變下長度的增加量與的原長度的比值,這就是線膨脹系數(shù)。

對(duì)于三維的具有各向異性的物質(zhì),有線膨脹系數(shù)和體膨脹系數(shù)之分。如石墨結(jié)構(gòu)具有顯著的各向異性,因而石墨纖維線膨脹系數(shù)也呈現(xiàn)出各向異性,表現(xiàn)為平行于層面方向的熱膨脹系數(shù)遠(yuǎn)小于垂直于層面方向。

宏觀熱膨脹系數(shù)與各軸向膨脹系數(shù)的關(guān)系式有多個(gè),普遍認(rèn)可的有Mrozowski算式:

α=Aαc+(1-A)αa

αa,αc分別為a軸和c軸方向的熱膨脹率,A被稱為“結(jié)構(gòu)端面”參數(shù)。

測定溫度條件及單位:20℃,10^-6K^-1


金屬名稱

元素符號(hào)

線性熱膨脹系數(shù)

金屬名稱

元素符號(hào)

線性熱膨脹系數(shù)

Be

12.3

Al

23.2

Sb

10.5

Pb

29.3

Cu

17.5

Cd

41.0

Cr

6.2

Fe

12.2

Ge

6.0

Au

14.2

Ir

6.5

Mg

26.0

Mn

23.0

Mo

5.2

Ni

13.0

Pt

9.0

Ag

19.5

Sn

2.0

        銅17.7X10^-6/。C 

 無氧銅18.6X10^-8/。C 

 鋁23X10^-6/。C
        鐵12X10^-6/。C
        普通碳鋼、馬氏體不銹鋼的熱膨脹系數(shù)為1.01,
        奧氏體不銹鋼為1.6,單位計(jì)不住了,但有個(gè)簡單的說法告訴:
        普通碳鋼1米1度1絲,即1米的鋼溫度升高1℃放大0.01mm,而不銹鋼為0.016mm。
        鋼筋和混凝土具有相近的溫度線膨脹系數(shù)(鋼筋的溫度線膨脹系數(shù)為1.2×10^(-5)/℃,
t混凝土的溫度線膨脹系數(shù)為1.0×10^(-5)~1.5×10^(-5)/℃),

鋼質(zhì)材的膨脹系數(shù)為:1.2*10^-5/℃; H$ z: O: y7 [3 H2 I1 ]  {2 w長度方向增加:100mm*1.2*10^-5*(250-20)=0.276mm* H7 G$ ^/ b, c8 J
寬度方向增加:200mm*1.2*10^-5*(250-20)=0.552mm# M! o" T+) s( u* s6 P8 m. K線膨脹系數(shù)不是一個(gè)固定的數(shù)值,會(huì)隨著溫度的升高而提高,所以在應(yīng)用時(shí)只作為參考,還要根據(jù)材料成份,是否經(jīng)過鍛打\熱處理等情況做綜合考慮。


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