淺析膨脹儀的工作原理

時間：2015/10/9閱讀：1162

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。可測量固體、熔融金屬、粉末、涂料等各類樣品，廣泛應(yīng)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(yīng)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)。

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