材料線膨脹系數(shù)測(cè)量(編輯修改稿)
2025-05-26 12:10 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 瓷、云母、人造寶石等氣密封接要求具有很低膨脹系數(shù)的 合金 ； 用于制造熱敏性元件的雙金屬卻要求高膨脹 合金 。 這就需要研究化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)對(duì)合金膨脹系數(shù)的影響。 ? 根據(jù)原子熱振動(dòng)概念的熱容理論，格留涅辛進(jìn)行計(jì)算。在沒有相變時(shí)，膨脹系數(shù)隨溫度的升高連續(xù)增大。 ? 但對(duì)鐵、鈷、鎳等鐵磁金屬，在溫度靠近居里溫度時(shí)，膨脹系數(shù)出現(xiàn)明顯的反常。 ? 其中鎳和鈷的膨脹系數(shù)實(shí)驗(yàn)值高于理論值，如圖 517所示，稱為正反常，而鐵的實(shí)驗(yàn)值低于理論值，稱為負(fù)反常。 ? 相變研究是材料科學(xué)中的一項(xiàng)基礎(chǔ)研究工作，而相變臨界點(diǎn)的測(cè)定對(duì)于每一個(gè)新鋼種（或合金）總是不可缺少的。 ? 以鋼鐵為例，由于在加熱和冷卻過程中存在同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生明顯的體積效應(yīng)，因而采用膨脹的測(cè)量來確定變相溫度是一個(gè)很有效的方法。根據(jù)膨脹曲線來確定鋼中 a r 轉(zhuǎn)變溫度。 1. 取熱膨脹曲線上偏離純熱膨脹的點(diǎn) a、 c 對(duì)應(yīng)的溫度為轉(zhuǎn)變點(diǎn)。 b、 d對(duì)應(yīng)的溫度為轉(zhuǎn)變點(diǎn)。 2. 取加熱與冷卻曲線上的四個(gè)極值點(diǎn) a’、 b’ 、 d’ 、 c’對(duì)應(yīng)的溫度為轉(zhuǎn)變點(diǎn)。 三 ． 材料熱膨脹系數(shù)的檢測(cè)方法 人類很早 （ 十八世紀(jì) ） 就測(cè)定固體的熱膨脹 。 當(dāng)時(shí)的測(cè)定裝置很原始：水平放置約 15厘米長(zhǎng)的試樣 ， 下面點(diǎn)燃幾支蠟燭加熱 ， 通過齒輪機(jī)構(gòu)放大來確定試樣長(zhǎng)度的變化 。 十九世紀(jì)到現(xiàn)在 ， 人們創(chuàng)造了許多測(cè)定方法 。 上世紀(jì) 60年代出現(xiàn)了激光法 ， 出現(xiàn)了用計(jì)算機(jī)控制或記錄處理測(cè)定數(shù)據(jù)的測(cè)量?jī)x器 。 測(cè)定無機(jī)非金屬材料熱膨脹系數(shù)常用：千分表法 、 熱機(jī)械法 （ 光學(xué)法 、 電磁感應(yīng)法 ） 、 體積法 等 。 它們的 共同點(diǎn) 都是試樣在加熱爐中受熱膨脹 ， 通過頂桿將膨脹傳遞到檢測(cè)系統(tǒng) 。 不同之處在于檢測(cè)系統(tǒng) 。 千分表法 是用千分表直接測(cè)量試樣的伸長(zhǎng)量 。 光學(xué)熱機(jī)械法 是通過頂桿的伸長(zhǎng)量來推動(dòng)光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)的反 射鏡轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)光學(xué)放大系統(tǒng)而使光點(diǎn)在影屏上移動(dòng)來測(cè)定試樣的 伸長(zhǎng)量 。 電磁感應(yīng)熱機(jī)械法 是將頂桿的移動(dòng)通過天平傳遞到差動(dòng)變壓 器 ， 變換成電訊號(hào) ， 經(jīng)放大轉(zhuǎn)換 ， 從而測(cè)量出試樣的伸長(zhǎng)量 。 根據(jù)試樣的伸長(zhǎng)量就可計(jì)算出線膨脹系數(shù)
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