热膨胀法简介

热膨胀法，是通过测量金属材料热循环过程中线性应变与时间和温度的关系，来研究钢铁材料固态相变的一种实用的分析方法。

中文名称

热膨胀法

英文名称

thermodilatometry

定　　义

在程序控温下，在可忽略载荷时，测量试样尺寸与温度关系的方法。

应用学科

机械工程（一级学科），分析仪器（二级学科），热学式分析仪器-热学式分析仪器分析原理（三级学科）

绝热膨胀法是德国科学家林德等人在征服“永久气体”的过程中研究发现的。压缩—绝热膨胀法的过程是先向容器里装入气体，施加高压，通过外界做功，使气体体积变小，气体分子运动加快（增加分子的平均动能），温度升高，接着通过冷却剂的蒸发吸热，带走热量，把受压气体冷却到原来的温度。然后断绝容器（系统）与外界的热交换，让受压的气体通过狭窄的口子急剧膨胀，对外做功，由于从外界吸收的热量为零，因此只能减少自身的内能，从而达到降温的目的。

热膨胀光学法

光杠杆式膨胀仪

光干涉法膨胀仪

热膨胀电测法

电感式膨胀仪

电容式膨胀仪

热膨胀机械法

千分表式膨胀仪

杠杆式膨胀仪

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α=ΔV/(V*ΔT)，式中ΔV为所给温度变化ΔT下物体体积的改变，V为物体体积。

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

αc,αa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。