陶瓷材料平均线膨胀系数测量方法

发布时间：

2022-06-16 07:52

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平均线膨胀系数是量度固体材料热膨胀程度的物理量，指单位长度、单位体积的物体，温度升高1℃时，其长度或体积的相对变化量。

试验设备

所用试验设备是通常的机械式热膨胀仪，可选用合适的商业化设备，但要满足下列要求：

a)位移测量仪器的输出线性度为标称位移范围的0.5%；

b)位移测量仪器处于温度能控制在±0.5℃的环境中；

c)在以最大2℃·min^-1速率升温或降温时，试样的温度均匀性应在±5℃；

d)在24h内，位移测量仪器的输出应稳定在试样长度的0.01%内，位移的分辨率至少为试样长度的0.005%；

e)测量温度为800 ℃以下时，试样槽和推杆材料为石英玻璃或高纯氧化铝瓷，对于更高的温度应使用高纯氧化铝瓷；

f)记录试样温度的热电偶的精度应高于±0.5℃。

测量仪器只有达到上述参数才能保证线热膨胀系数的测定精度在100 ℃的温度间隔内优于±0.5×10^-6K^-1。通常采用两类设备:一类是单试样直接测量设备;二是差示测量设备，即测量被测试样和参考试样长度变化差。

试样

试样长度满足试验设备要求，也能满足温度均匀性要求，为圆棒或方棒，至少应准备两根。为了使升温和降温过程中热滞最小，应优先选用截面积在30 mm²以下的试样。如果试样截面积大于此值，在报告中应加以说明。试样的两端形状应与设备相匹配，即加工成平头与圆头推杆相匹配﹐或加工成圆头与平头推杆相匹配。试样的长度应与用来校正设备的参考试样的长度相近似，或与差示方法中所用的参考比较试样的长度相近似。

试验方法

在测试前，设备应用适当的方法校正，比如用标准试样校正。按规定定期、或在设备发生变化、或怀疑高温部件损坏时，对设备进行校正。

放入试样，以升温和降温速率不超过2℃·min^-1的速度，至少进行三次升温和降温循环，并记录表观线热膨胀。试样长度应近似于参考样的长度，热循环设定的最高温度至少应比测定线膨胀系数的温度高20 ℃。

线热膨胀系数测定的的温度范围为30 ℃~300 ℃，30 ℃~600 ℃，30 ℃~1000 ℃，或经协商同意，选用其他任何测量范围。

结果计算

平均线膨胀系数