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) |
鈹 | Be | 12.3 | 鋁 | Al | 23.2 |
銻 | Sb | 10.5 | 鉛 | Pb | 29.3 |
銅 | Cu | 17.5 | 鎘 | Cd | 41.0 |
鉻 | Cr | 6.2 | 鐵 | Fe | 12.2 |
鍺 | Ge | 6.0 | 金 | Au | 14.2 |
銥 | Ir | 6.5 | 鎂 | Mg | 26.0 |
錳 | Mn | 23.0 | 鉬 | Mo | 5.2 |
鎳 | Ni | 13.0 | 鉑 | Pt | 9.0 |
銀 | Ag | 19.5 | 錫 | Sn | 2.0 |
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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