材料热膨胀系数的测定

材料热膨胀系数的测定1.实验目的1.1掌握热机分析的基本原理、仪器结构和使用方法。1.2掌握热膨胀系数的概念以及测定方法。2.基本原理物体的体积或长度随着温度的升高而增大的现象称为热膨胀。它是衡量材料的热稳定性好坏的一个重要指标。目前，测定材料线膨胀系数的方法很多，有示差法（或称“石英膨胀计法”）、双线法、光于涉法、重量温度计法等。在所有这些测试方法中，以示差法具有广泛的实用意义。当物体的温度从T1上升到T2时，其体积也从V1变化为V2，则该物体在T1一T2的温度范围内，温度每上升一个单位。单位体积物体的平均增长量为平均体膨胀系数。从测试技术来说，测体膨胀系数较为复杂。因此，在讨论材料的热膨胀系数时，常常采用线膨胀系数，其意义是温度升高1℃时单位长度上所增加的长度，单位为cm·cm·℃-1。将试样装在装样管内用顶杆压住试样，顶杆与位移传感器接触，在加热炉中，通过精密温度控制仪按规定的升温速率加热试样到试验最终温度，并经位移传感器测量加热过程中试样的线膨胀情况．按下式计算由室温至试验温度的各温度间隔的线膨胀系数：00001);(ttLLLtt式中：0t——初始温度，℃；t——实际（恒定或变化）的试样温度，℃；0L——受测玻璃试样，在温度为0t时的长度，mm；L——温度为t时的试样长度，mm。若标称初始温度0t为20℃；因此平均线性热膨胀系数就应表示为);C20(t。膨胀系数实际上并不是一个恒定的值，而是随温度变化的，所以上述膨胀系数都是具有在一定温度范围内的平均值的概念，因此使用时要注意它适用的温度范围。3.仪器与试剂热机分析仪XYW-500B有机玻璃直径4mm长35mm4.实验步骤（1）试样及其制备。试样尺寸应为直径4mm，长35mm，试样端面应加工，使两端面平行，且平整，并保证其端面与试样主轴垂直。（2）将试样放入膨胀试样室内，调整支架将试样室放入高温炉中，装好位移传感器和感温探头；（3）开启计算机，进入仪器使用界面，选择试验类型、载荷（0）、升温速率、最大变形量（0.5mm），调节试验架螺旋测微仪，使位移传感器在零点附近。（5）点击“开始试验”按钮，仪器自动进行试验，并显示试验曲线。5.数据处理（1）根据原始数据绘出待测材料的线膨胀曲线。（2）按公式计算被测材料的平均线膨胀系数。