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实验十五材料线膨胀系数的测定——示差法概述物体的体积或长度随温度的升高而增大的现象称为热膨胀。
热膨胀系数是材料的主要物理性质之一，它是衡量材料的热稳定性好坏的一个重要指标。
在实际应用中，当两种不同的材料彼此焊接或熔接时，选择材料的热膨胀系数显得尤为重要，如玻璃仪器、陶瓷制品的焊接加工，都要求二种材料具备相近的膨胀系数。
在电真空工业和仪器制造工业中广泛地将非金属材料(玻璃、陶瓷)与各种金属焊接，也要求两者有相适应的热膨胀系数；如果选择材料的膨胀系数相差比较大，焊接时由于膨胀的速度不同，在焊接处产生应力，降低了材料的机械强度和气密性，严重时会导致焊接处脱落、炸裂、漏气或漏油。
如果层状物由两种材料迭置连接而成，则温度变化时，由于两种材料膨胀值不同，若仍连接在一起，体系中要采用一中间膨胀值，从而使一种材料中产生压应力而另一种材料中产生大小相等的张应力，恰当地利用这个特性，可以增加制品的强度。
因此，测定材料的热膨胀系数具有重要的意义。
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、光干涉法、重量温度计法等。
在所有这些方法中，以示差法具有广泛的实用意义。
国内外示差法所采用的测试仪器很多，有分立式膨胀仪(如weiss立式膨胀仪)和卧式膨胀仪(如HTV型、UBD型、RPZ―1型晶体管式自动热膨胀仪)两种。
有工厂的定型产品，也有自制的石英膨胀计。
些外，双线法在生产中也是—种快速测量法。
本实验采用示差法。
一、实验目的1．了解测定材料的膨胀曲线对生产的指导意义；2．掌握示差法测定热膨胀系数的原理和方法，以及测试要点；3．利用材料的热膨胀曲线，确定玻璃材料的特征温度。
二、实验原理一般的普通材料，通常所说膨胀系数是指线膨胀系数，其意义是温度升高1℃时单位长度上所增加的长度，单位为厘米╱厘米·度。
假设物体原来的长度为L，温度升高后长度的增加量为∆L，它们之间存在如下关系：∆L╱L＝α1∆t （1）式中，α1称为线膨胀系数，也就是温度每升高1℃时，物体的相对伸长。
材料热膨胀系数测定材料的热膨胀系数是指材料在温度变化过程中，单位温度变化引起的长度、体积或密度的变化速率。
当物体处于不同温度下时，由于温度的变化会导致物体的尺寸变化，这在工程领域中是非常常见的现象。
例如，建筑物、桥梁、飞机和汽车等实际工程结构都面临着温度变化所引起的热膨胀问题。
如果不了解材料的热膨胀系数，就很难进行结构设计和工程施工，因此研究材料的热膨胀系数对于工程应用具有重要意义。
一、材料热膨胀系数测定方法1.线膨胀系数的测定：线膨胀系数是指单位长度的材料在温度变化下的长度变化。
常用的方法有：a)膨胀条法：该方法是将待测材料制成一条长条状，放置在一定长度的测量装置中，通过加热或降温，测量其长度变化来计算线膨胀系数。
b)光杠杆法：该方法利用光学原理测量材料的长度变化。
通过将射入材料的光束通过反射或折射，在材料加热或降温的过程中，测量光束的偏转角来反映材料的长度变化。
c)压电晶体法：该方法利用压电晶体的性质，通过在晶体的应力变化下，测量晶体上的电压变化从而计算线膨胀系数。
2.体膨胀系数的测定：体膨胀系数是指单位体积的材料在温度变化下的体积变化。
常用的方法有：a)定容法：该方法是将待测材料置于一个容器中，通过加热或降温，测量其体积的变化来计算体膨胀系数。
b)浮力法：该方法利用浸泡在液体中的待测材料，通过测量液体中的浮力随温度的变化，来计算体膨胀系数。
c)数字全息的投影干涉法：该方法通过在待测材料上投射一个数字全息，利用干涉条纹的变化来测量材料的体膨胀系数。
二、热膨胀系数的测量技术的应用领域1.建筑物结构设计：在建筑物的设计和施工中，需要考虑到材料的热膨胀系数。
例如，当建筑物处于高温季节时，材料会膨胀，如果没有合理的设计，可能导致建筑物的结构损坏。
2.桥梁工程：在桥梁工程中，不同材料的热膨胀系数可能不同，如果不考虑这种差异，桥梁可能会由于温度变化而产生应力集中，从而导致结构的破坏。
因此，了解不同材料的热膨胀系数对桥梁工程的结构设计非常重要。
测量热膨胀系数热膨胀系数是指物体在温度发生变化时长度或体积的改变程度与温度变化量的比值。
测量热膨胀系数（也称为线膨胀系数和体膨胀系数）对于许多工程和科学应用都是非常重要的。
本文将介绍几种常用的测量热膨胀系数的方法及其原理。
1. 膨胀杆方法膨胀杆方法是一种常见的测量线膨胀系数的方法。
其基本原理是利用测试物体的长度变化来计算热膨胀系数。
在实验中，一个细长的金属杆被固定在一个恒定温度的环境中。
当环境温度变化时，金属杆会因为热膨胀而发生长度变化。
通过测量杆的长度变化以及温度变化，可以计算出该材料的线膨胀系数。
2. 拉伸法拉伸法是一种用于测量线膨胀系数的常用方法。
这种方法通常在实验室环境中进行。
实验中，将一个标准长度的金属样品夹紧，并通过一台恒定拉力的机器施加拉力。
然后，将样品加热至较高温度，并测量样品的长度变化。
通过计算长度变化与温度变化之间的比率，可以得到材料的线膨胀系数。
3. 热电偶法热电偶法是一种常见的测量体膨胀系数的方法。
该方法利用两个不同材料的热电偶，测量不同材料受热后的温度差异。
在实验中，将一个热电偶焊接在待测物体的表面，另一个热电偶置于环境中。
当待测物体受热时，两个热电偶之间会产生电势差，这个差异可以与样品的体膨胀系数相关联。
4. 干涉法干涉法是一种利用光学干涉原理来测量热膨胀系数的方法。
实验中，将一个带有反射膜的细条形样品放置在一条光束上。
当样品受热膨胀时，其长度发生变化，从而导致光束的相位发生变化。
通过测量光束传播的相位变化，可以计算出样品的线膨胀系数。
总结：本文介绍了几种常见的测量热膨胀系数的方法。
这些方法包括膨胀杆方法、拉伸法、热电偶法和干涉法。
这些方法在工程和科学领域中广泛应用，可用于评估材料在温度变化下的性能表现。
通过选择合适的方法并进行准确的测量，可以帮助工程师和科学家更好地理解和应用热膨胀系数的知识。
材料线膨胀系数测量材料的线膨胀系数是指材料在温度变化时单位温度变化引起的单位长度变化。
它是一个反映材料热膨胀性能的重要参数，对于材料的设计和应用非常关键。
本文将介绍材料线膨胀系数的测量方法及其应用。
测量方法：材料线膨胀系数的测量通常会采用热膨胀仪或光栅测量系统。
其中，热膨胀仪主要通过测量材料在不同温度下的长度来计算线膨胀系数。
而光栅测量系统则是利用光栅的原理，通过测量材料表面的位移来计算材料的线膨胀系数。
热膨胀仪的测量步骤如下：1.准备样品：选取需要测量线膨胀系数的材料样品，并进行表面处理，确保材料表面光滑和平行度要求。
2.搭建测量系统：将样品固定在测量装置上，并将热电偶连接到材料的制样区域以测量温度变化。
3.温度控制：设置初始温度，并根据实验需要进行温度逐渐升高或下降。
4.记录长度变化：在温度变化过程中，通过位移传感器或测微仪测量样品的长度变化。
5.计算线膨胀系数：根据样品的长度变化和温度变化，利用公式计算出材料的线膨胀系数。
光栅测量系统的测量步骤如下：1.准备样品：与热膨胀仪的测量步骤相同。
2.接入光栅系统：将光栅传感器固定在样品的一侧，并保持光栅的相对位置不变。
3.记录位移变化：在温度变化过程中，通过光栅传感器测量样品表面的位移变化。
4.计算线膨胀系数：根据位移变化和温度变化，利用光栅原理计算出材料的线膨胀系数。
应用：1.材料选型：在设计产品时，需要考虑材料的热膨胀性能，以避免因温度变化导致的变形和破裂。
2.结构设计：材料线膨胀系数的测量结果可以用于预测结构在温度变化时的变形，从而对结构进行合理设计。
3.工程测量：在工程测量中，能够准确测量材料的线膨胀系数有助于工程测量中的温度校正。
综上所述，材料线膨胀系数的测量是一个重要的过程，通过热膨胀仪或光栅测量系统可以准确测量材料在温度变化下的长度变化，并计算出材料的线膨胀系数。
这一参数对于材料设计和应用都具有重要的意义。
热膨胀系数测定原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊热膨胀系数测定原理这事儿。
你想想啊，这世间万物，很多东西都会热胀冷缩呢！就好像夏天的柏油马路，太阳一晒，那路面是不是就好像变胖了一样鼓起来啦？这其实就是热膨胀在起作用呢。
那要怎么测定这个热膨胀系数呢？简单来说，就是要看看一个东西受热之后到底膨胀了多少呀！咱就拿一根小金属棒来打比方吧。
咱先量好它在常温下的长度，这就好比是它平时的模样。
然后呢，给它加热，等它热乎了，再量量它的长度。
这一对比，不就知道它变长了多少嘛。
这热膨胀系数啊，就像是这个东西的一个特性，就跟人的性格似的。
有的东西热膨胀系数大，稍微一热就胀得厉害；有的呢就比较“稳重”，热了也不怎么胀。
那咱测定这个有啥用呢？用处可大啦！比如说造大桥的时候，工程师们就得考虑到钢材的热膨胀系数呀。
要是不考虑，夏天热的时候钢材胀得太厉害，那大桥不就变形啦？再比如一些精密的仪器，那对热膨胀系数的要求可就更高啦，不然稍微热一点或者冷一点，仪器就不准啦，那不就糟糕啦！咱测定热膨胀系数的时候，还得注意一些小细节呢。
温度得控制好呀，不能一会儿高一会儿低的，那可测不准。
测量长度的时候也得仔细，不能马马虎虎的。
这就好像你要给一个人量身高，总得站直了量才准吧！你说这热膨胀系数是不是很神奇？它在我们生活中无处不在呢，只是我们平时可能没太注意到。
但只要你细心观察，就会发现它的影子。
咱再想想，要是没有对热膨胀系数的测定和研究，那我们的世界得变成啥样呀？建筑可能会不安全，仪器可能会不靠谱。
所以说呀，这个看似小小的测定，其实有着大大的意义呢！总之，热膨胀系数测定原理就像是一把钥匙，能让我们更好地了解和利用各种材料。
让我们重视它，好好研究它，让它为我们的生活带来更多的便利和安全吧！。
