加载中…金属的热膨胀系数
(2012-11-01 14:57:05)
标签：
杂谈 |
- 中文名称：
- 热膨胀系数
- 英文名称：
- coefficient of thermal expansion
- 定义：
- 固体在温度每升高1K时长度或体积发生的相对变化量。分为线膨胀系数和体膨胀系数。
- 应用学科：
- 材料科学技术（一级学科）；材料科学技术基础（二级学科）；材料科学基础（二级学科）；材料性能（二级学科）
-
thermal
expansion coefficient
物体由于温度改变而有胀缩现象。其变化能力以等压(p一定)下，单位温度变化所导致的体积变化，即热膨胀系数表示
热膨胀系数有线膨胀系数α、面膨胀系数β和体膨胀系数γ。
线膨胀系数α=ΔL/(L*ΔT)，
面膨胀系数β=ΔS/(S*ΔT)，
体膨胀系数γ=ΔV/(V*ΔT)，
式中ΔL为所给温度变化ΔT下物体长度的改变，L为初始长度；ΔS为所给温度变化ΔT下物体面积的改变，S为初始面积；ΔV为所给温度变化ΔT下物体体积的改变，V为初始体积；
严格说来，上式只是温度变化范围不大时的微分定义式的差分近似；准确定义要求ΔV与ΔT无限微小，这也意味着，热膨胀系数在较大的温度区间内通常不是常量。
温度变化不是很大时，α就成了常量，利用它，可以把固体和液体体积膨胀表示如下：
Vt=V0(1+3αΔT)，
而对理想气体，
Vt=V0(1+0.00367ΔT)；
Vt、V0分别为物体末态和初态的体积
对于可近似看做一维的物体，长度就是衡量其体积的决定因素，这时的热膨胀系数可简化定义为：单位温度改变下长度的增加量与的原长度的比值，这就是线膨胀系数。
对于三维的具有各向异性的物质，有线膨胀系数和体膨胀系数之分。如石墨结构具有显著的各向异性，因而石墨纤维线膨胀系数也呈现出各向异性，表现为平行于层面方向的热膨胀系数远小于垂直于层面方向。
宏观热膨胀系数与各轴向膨胀系数的关系式有多个，普遍认可的有Mrozowski算式：
α=Aαc+(1-A)αa
αa,αc分别为a轴和c轴方向的热膨胀率，A被称为“结构端面”参数。
编辑本段各种金属的线性膨胀系数
测定温度条件及单位：20℃，10^-6K^-1 -
十一点五九乘以十的负六次方。11.59X10^(-6)，单位是m/K或者m/℃
金属名称 元素符号 线性热膨胀系数 金属名称 元素符号 线性热膨胀系数 铍 Be 12.3 铝 Al 23.2 锑 Sb 10.5 铅 Pb 29.3 铜 Cu 17.5 镉 Cd 41.0 铬 Cr 6.2 铁 Fe 12.2 锗 Ge 6.0 金 Au 14.2 铱 Ir 6.5 镁 Mg 26.0 锰 Mn 23.0 钼 Mo 5.2 镍 Ni 13.0 铂 Pt 9.0 银 Ag 19.5 锡 Sn 2.0 编辑本段常见液体的体膨胀系数
测定温度条件：20℃，单位：1/℃（1/K）汞（水银） 0.00018 水 0.000208 丙三醇（甘油） 0.00050 浓硫酸 0.00055 乙二醇 0.00057 苯胺 0.00085 二甲苯 0.00085 汽油 0.00095 松节油 0.00100 煤油 0.00100 甲苯 0.00108 乙醇（酒精） 0.00109 乙酸 0.00110 溴 0.00110 正辛烷 0.00114 三氯乙烯 0.00117 甲醇 0.00118 二硫化碳 0.00119 四氯化碳 0.00122 正庚烷 0.00124 苯 0.00125 氯仿 0.00127 乙酸乙酯 0.00138 丙酮 0.00143 乙醚 0.00160 铝合金的热膨胀系数在1.881×10^－5℃－1~2.360×10^－5℃－1之间。
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