熱膨脹是表征材料物理性能的重要特征量

　　熱膨脹是表征材料物理性能的重要特征量。了解和研究材料的熱膨脹性能是工程設(shè)計(jì)、材料研究及其應(yīng)用領(lǐng)域中*的部分。近幾年，世界各國(guó)對(duì)材料的熱膨脹測(cè)試方法進(jìn)行了大量研究(如瞬態(tài)法、干涉法和頂桿法等)，并設(shè)計(jì)了大量測(cè)量裝置(如激光干涉膨脹儀、頂桿膨脹儀、衍射膨脹裝置和顯微膨脹裝置等)。

　　膨脹分析儀用于檢測(cè)固體無(wú)機(jī)材料、金屬材料的高溫膨脹性能，特別是剛玉、耐火材料、精鑄用型殼及型芯材料、陶瓷、陶瓷原料、瓷泥、釉料、玻璃、石墨、碳素、印刷原料等無(wú)機(jī)材料、金屬制品的性能，為科研、教學(xué)提的測(cè)試手段。

　　熱膨脹分析儀是在一定的溫度程序、負(fù)載力接近于零的情況下，測(cè)量樣品的尺寸變化隨溫度或時(shí)間的函數(shù)關(guān)系的儀器。簡(jiǎn)單的說(shuō)，熱膨脹儀是測(cè)量樣品的尺寸隨溫度變化而發(fā)生的變化。從這個(gè)簡(jiǎn)單的定義中我們不難看到，溫度和長(zhǎng)度測(cè)量是儀器的重要指標(biāo)。而分辨率是表示儀器小的可測(cè)量值，無(wú)疑反映著儀器的測(cè)試能力。

　　利用熱膨脹方法對(duì)材料進(jìn)行測(cè)定和研究稱為“膨脹分析”。它不僅用于膨脹系數(shù)的測(cè)定，也是研究動(dòng)態(tài)相變過(guò)程的有效手段，例如鋼中過(guò)冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變過(guò)程(TTT曲線)和連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變過(guò)程(CCT曲線)的測(cè)定，常用方法就是膨脹分析。在金屬材料研究中，材料的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變、再結(jié)晶、時(shí)效固溶和沉淀析出，往往都伴隨著體積的變化，因此可以用膨脹分析法來(lái)研究。又如粉末冶金中材料燒結(jié)致密度的評(píng)定，非晶體材料的軟化溫度的測(cè)定等也可用這一方法。

　　熱膨脹系數(shù)的測(cè)定方法可分為接觸法和非接觸法兩類。接觸法是將物體的膨脹量用一根傳遞桿一接觸的方式傳遞出來(lái)，再配以不同的檢測(cè)儀器測(cè)得；非接觸法則不采用任何傳遞機(jī)構(gòu)。

　　示差法是基于采用熱穩(wěn)定性良好的材料石英玻璃(棒和管)在較高的溫度下，其線膨脹系數(shù)隨溫度而改變的性質(zhì)很小。當(dāng)溫度升高時(shí)，石英玻璃與待測(cè)試樣都會(huì)發(fā)生膨脹，但是待測(cè)試樣的膨脹比石英玻璃管上同樣長(zhǎng)度部分的膨脹要大。因而使得與待測(cè)試樣相接觸的石英玻璃棒發(fā)生移動(dòng)，這個(gè)移動(dòng)是石英玻璃管、石英玻璃棒和待測(cè)試樣三者的同時(shí)伸長(zhǎng)和部分抵消后在傳感器上所顯示的ΔL值，它包括試樣與石英玻璃管和石英玻璃棒的熱膨脹之差值，測(cè)出這個(gè)系統(tǒng)的伸長(zhǎng)之差值及加熱前后的溫度差，并根據(jù)已知石英玻璃的膨脹系數(shù)，便可算出待測(cè)試樣的熱膨脹系數(shù)。

　　使用熱膨脹分析儀進(jìn)行試驗(yàn)液晶實(shí)時(shí)可顯示儀器的狀態(tài)與數(shù)據(jù)。試驗(yàn)中由用戶自行設(shè)定升溫速率，軟件PID控制線性升溫。用標(biāo)準(zhǔn)樣品可以校正儀器各項(xiàng)指標(biāo)。測(cè)量過(guò)程自動(dòng)完成、自動(dòng)繪圖，也可人工修正，電腦自動(dòng)計(jì)算線膨脹系數(shù)、體膨脹系數(shù)、線膨脹量、急速膨脹。