熱膨脹儀在一定的溫度程序、負載力接近于零的情況下,測量樣品的尺寸變化隨溫度或時間的函數(shù)關(guān)系??蓽y量固體、熔融金屬、粉末、涂料等各類樣品,廣泛應用于無機陶瓷、金屬材料、塑膠聚合物、建筑材料、涂層材料、耐火材料、復合材料等領(lǐng)域。 熱膨脹儀主要面向工業(yè)用戶、科研與教學,可測量固體、熔融金屬、粉末、涂料等各類樣品,廣泛應用與無機陶瓷、金屬材料、塑膠聚合物、建筑材料、涂層材料、耐火材料、復合材料等領(lǐng)域。主要測量與熱量有關(guān)的物理和化學變化,如物質(zhì)的線膨脹與收縮、軟化溫度、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、致密化和燒結(jié)過程、相轉(zhuǎn)變過程等。
熱膨脹儀的工作原理:
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,單位溫度變化所導致的體積變化,即熱膨脹系數(shù)表示熱膨脹系數(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 嚴格說來,上式只是溫度變化范圍不大時的微分定義式的差分近似;準確定義要求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,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,普遍認可的有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)。