碳碳复合材料的热膨胀系数

热膨胀系数*10-6/℃软钢11.71001000.0000010.117NAK8012.50.125SKD6110.80.108SKH5110.10.101硬质合金 V4060.06铸铁9.2~11.8SUS440C10.20.102无氧钢 C102017.60.1766/4黄铜 C280120.80.208铍铜 C172017.10.171铝 A110023.60.236硬铝 A707523.60.236钛8.40.0841、热膨胀引起的尺寸变化计算方法 （例）材质：SKD61 d=2、L=100mm的杆温度上升100℃ 时的尺寸变化量δ为： δ=热膨胀系数*全长*温度变化 =10.8*10-6*100mm*100℃ =0.108(mm)20℃金属的热膨胀系数及计算公式变化量材质长度温度

0.108d2100120℃

热膨胀量=温度差X热胀系数X长度=5.802X长度 (mm)

长度单位: m

参考资料：GB/T20801.2-2006 表B.1

(东北大学，辽宁 沈阳 110006)

2.2 材料的其它性能

①机械强度 如上所述，系统的器壁必须承受得住大气的压力。因此它必须满足最低机械强度和刚度的要求，应考虑相应尺寸的结构所能承受的总压力(当然，容器结构形状也有较大的影响。例如，圆柱形和球面形结构的强度就大于平面形结构的强度)。

②热学性能 许多真空系统要承受温度的变化，如加热和冷却或二者兼备。因而必须对所用材料的热学性能十分熟悉。不仅要考虑到熔点，还要考虑到强度随温度的变化。例如，铜的机械性能远在低于熔点温度之前就开始下降，因而不宜用铜制做真空容器的承压器壁。另外，真空系统的材料除了受到温度缓慢变化的影响外，还会受到温度突变的影响。因此，还要考虑材料的抗热冲击的特性。

③电磁性能 许多真空系统中的部件必须具备能完成某项功能或工序所要求的电性能，同时这些性能又不能与真空系统的要求相矛盾。例如，元件在真空室中工作，是靠辐射放热冷却的，因此元件的工作温度将会很高，使得元件的电性能可能受到影响，因此在选材及结构设计上要考虑工作部件的耐高温及冷却问题。 在许多真空系统中，往往要应用带电粒子束。但这些带电粒子束往往容易受到某些不必要磁场的干扰。因此在有电子束或离子束的系统中，必须认真考虑系统材料的磁性能，在某些情况下，即使很小的磁场也可能造成很严重的问题。因此必须考虑用非磁性材料。

④其它性能 光学性能(例观察窗)、硬度、抗腐蚀性、热导率和热膨胀等性能也常常起着十分重要的作用。

2.3 真空材料的选材原则

2.3.1 对真空容器壳体及内部零件材料的要求

①有足够的机械强度和刚度来保证壳体的承压能力。

②气密性好。要保持一个完好的真空环境，器壁材料不应存在多孔结构、裂纹或形成渗漏的其它缺陷。有较低的渗透速率和出气速率。

不锈钢的线性热膨胀系数约为15x10(-6次方)/度（20度为基础）

按照你的1米从常温升到100度则？：

15*10（-6次方）=（1/1000mm）*{ΔL/（100度-20度）}=1.2mm

SUS310S特性及适用范围：

SUS310S不锈钢是日本SUS系列奥氏体不锈钢。抗氧化性比0Cr23Ni13好。实际上多作为耐热钢使用。

sus310s热膨胀系数 ：(min/in)?°F (mm/m)?°K

68 - 212°F (20 - 100°C) 8.8 15.9

68 - 932°F (20 - 500°C) 9.5 17.1

68 - 1832°F (20 - 1000°C) 10.5 18.9

热膨胀系数（Coefficient of thermal expansion，簡稱CTE）是指物质在热胀冷缩效应作用之下，几何特性随着温度的变化而发生变化的规律性系数。

实际应用中，有两种主要的热膨胀系数，分別是：

线性热膨胀系数：TLLΔΔ⋅=α1

体积热膨胀系数：PTVV⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂⋅=γ01

大多数情况之下，此系数为正值。也就是说温度升高体积扩大。但是也有例外，当水在0到4摄氏度之间，会出现反膨胀。而一些陶瓷材料在温度升高情况下，几乎不发生几何特性变化，其热膨胀系数接近0。 一些固体的线性热膨胀系数 α 一些液体的体积热膨胀系数γ 物质 α in 10-6/K 20 °C γ in 10-3/K 20 °C 物质 铝23.2

纯铝 23.0 酒精 (乙醇) 1.10

丙酮1.43 锑10.5

芳纶-4.1

铍12.3

水泥6 - 14

铅29.3

铜17.5

镉41.0

铬6.2

钻石1.3

冰, 0 °C 51.0

铁12.2

锗6.0

玻璃 (窗玻璃) 7.6

玻璃 (工业玻璃) 4.5

玻璃 (普通)

7.1 汽油1.06

苯1.23

氯仿 (三氯甲烷) 1.28

果酸1.07

乙醚1.62

乙酸乙酯1.38

甘油 (Propantriol) 0.49

甲醇1.10

Mineralöl (Hydrauliköl) 0.70

石蜡0.76

煤油0.96

水银0.18

松节油1.00

四氯化碳1.22 玻璃 (Borsilikatglas, Duran, 派热克斯玻璃) 3.25

玻璃 (Quarzglas)

0.5

玻璃陶瓷 (Zerodur) < 0.1

金14.2

花岗岩3.0

石墨2.0

灰铸铁9.0

木头, Eiche 8.0

不变钢1.7-2.0

铱6.5

食盐40.0

碳纤维 (HM 35 in Längsrichtung) -0.5

康铜15.2

Kovar~ 5 甲苯1.12