材料的熱膨脹85212

第一章材料的熱學(xué)性能1精選ppt本章內(nèi)容熱容熱膨脹熱傳導(dǎo)熱穩(wěn)定性2精選ppt第二節(jié)材料的熱膨脹

熱膨脹的本質(zhì)與其他物理性能的關(guān)系影響因素?zé)崤蛎洔y(cè)量方法熱膨脹的工程應(yīng)用3精選ppt1.熱膨脹的物理本質(zhì)什么是熱膨脹？熱膨脹系數(shù)熱膨脹的物理本質(zhì)4精選ppt熱膨脹系數(shù)溫度每平均升高1個(gè)單位，長(zhǎng)度的相對(duì)變化量。平均線膨脹系數(shù)微分線膨脹系數(shù)體膨脹系數(shù)ttt1t2各向同性各向異性5精選ppt部分材料的線性膨脹系數(shù)

材料名稱

αl/10-6K-1溫度范圍AlTiCrFeNiCuWInvar合金6Ni-Fe鑄鐵黃銅SiAl2O3SiCSi3N4石英玻璃24.99.210.6016.717.117.185.190~210.5~1218.5~216.958.84.72.70.5303~573153~1133523~753303~1123693~12633731573293~373273~473293~573273~373273~1273273~1273273~1273273~12736精選ppt某些無(wú)機(jī)材料的熱膨脹系數(shù)與溫度之間的關(guān)系無(wú)機(jī)材料的線膨脹系數(shù)一般都不大7精選ppt物理本質(zhì)（作用力曲線解釋）原子熱振動(dòng)是非線性的！溫度升高，原子振動(dòng)激烈。原子向右移動(dòng)的幅度更大一些，導(dǎo)致振動(dòng)中心右移。

0K時(shí)，原子處在平衡位置。8精選ppt物理本質(zhì)（勢(shì)能曲線解釋）勢(shì)能曲線是不對(duì)稱的！

0K時(shí)，原子的勢(shì)能最低。溫度升高，原子的勢(shì)能增加。勢(shì)能曲線的不對(duì)稱，使振動(dòng)中心右移。9精選ppt材料熱膨脹的本質(zhì):在于晶格點(diǎn)陣實(shí)際上在作非簡(jiǎn)諧振動(dòng)，晶格振動(dòng)中相鄰質(zhì)點(diǎn)間的作用力實(shí)際上是非線性的，點(diǎn)陣能曲線也是非對(duì)稱的。理想狀態(tài)實(shí)際狀態(tài)10精選ppt第二節(jié)材料的熱膨脹熱膨脹的本質(zhì)

與其他物理性能的關(guān)系影響因素?zé)崤蛎洔y(cè)量方法熱膨脹的工程應(yīng)用11精選ppt2.與其他物理性能的關(guān)系體膨脹與定容熱容成正比，并且它們有相似依賴關(guān)系。1、與熱容的關(guān)系格律乃森定律12精選pptAl2O3的熱容和膨脹系數(shù)隨溫度的變化13精選ppt金屬的結(jié)合能越大，熔點(diǎn)越高，其膨脹系數(shù)越小。2、與結(jié)合能、熔點(diǎn)的關(guān)系對(duì)所有的純金屬（a、b是常數(shù)）14精選ppt幾種材料的線膨脹系數(shù)、結(jié)合能與熔點(diǎn)15精選ppt3、與結(jié)構(gòu)的關(guān)系對(duì)結(jié)構(gòu)緊密的晶體，膨脹系數(shù)較大。而對(duì)無(wú)定形的玻璃，膨脹系數(shù)較小。溫度升高時(shí)發(fā)生的晶型轉(zhuǎn)變，也會(huì)引起膨脹系數(shù)的改變。16精選pptZrO2陶瓷的熱膨脹曲線1000℃時(shí)單斜晶型四方晶型發(fā)生體積收縮4%17精選ppt4.與相變的關(guān)系一級(jí)二級(jí)18精選ppt第二節(jié)材料的熱膨脹熱膨脹的本質(zhì)與其他物理性能的關(guān)系

影響因素?zé)崤蛎洔y(cè)量方法熱膨脹的工程應(yīng)用19精選ppt3.影響熱膨脹性能的因素相變的影響成分和組織的影響各向異性的影響20精選ppt相變的影響一級(jí)相變：體積突變，有相變潛熱。二級(jí)相變：無(wú)體積突變和相變潛熱；但膨脹系數(shù)和比熱容有突變。直接用熱膨脹實(shí)驗(yàn)分析用熱膨脹實(shí)驗(yàn)可以研究二級(jí)相變21精選ppt二級(jí)相變同素異構(gòu)體轉(zhuǎn)變有序—無(wú)序轉(zhuǎn)變溫度變化時(shí)發(fā)生的晶型轉(zhuǎn)變Fe：α相β相Cu-Au合金22精選ppt化學(xué)成分的影響固溶體的熱膨脹系數(shù)略低于按直線規(guī)律計(jì)算的值。Cu–Au合金固溶體的膨脹系數(shù)020406080100rE/%αlCu–Au合金膨脹系數(shù)23精選ppt兩相材料熱膨脹系數(shù)計(jì)算值的比較

多相合金體的膨脹系數(shù)主要取決于組成相的性質(zhì)和數(shù)量?jī)?nèi)應(yīng)力抑制了熱膨脹24精選ppt第二節(jié)材料的熱膨脹熱膨脹的本質(zhì)與其他物理性能的關(guān)系影響因素

熱膨脹測(cè)量方法熱膨脹的工程應(yīng)用25精選ppt4.熱膨脹的測(cè)量光學(xué)膨脹儀電測(cè)試膨脹儀機(jī)械式膨脹儀光杠桿膨脹儀光干涉法電感式膨脹儀電容式膨脹儀千分表式膨脹儀杠桿式膨脹儀光杠桿式膨脹儀原理圖光底片標(biāo)準(zhǔn)試樣待測(cè)試樣26精選ppt熱膨脹測(cè)試儀（德國(guó)耐馳公司）測(cè)試原理：將樣品放入爐體內(nèi)，施一定溫度程序，此時(shí)樣品長(zhǎng)度的變化通過(guò)推桿傳遞到左側(cè)的檢測(cè)單元，并由位移傳感器測(cè)量得到結(jié)果。材料學(xué)院A306室27精選ppt一、技術(shù)參數(shù)：

1.升降溫速率：0-50K/min

2.測(cè)量范圍：500／5000μm

3.樣品長(zhǎng)度：最大50mm樣品直徑：最大12mm

4.ΔL分辨率：0.125nm/1.25nm

5.樣品支架：石英支架（<1100℃），氧化鋁支架（<1700℃），石墨支架（2000℃）

二、主要特點(diǎn)：

1.DIL提供多種類型的樣品支架與爐體配置。

2.提供各種配件使測(cè)試更靈活方便。

3.提供速率控制燒結(jié)軟件（RCS）。

4.提供c-DTA功能，可通過(guò)圖譜分析計(jì)算得到差熱DTA曲線。

三、應(yīng)用領(lǐng)域：

可測(cè)量固體、熔融金屬、粉末、涂料等各類樣品，廣泛應(yīng)用于無(wú)機(jī)陶瓷、金屬材料、塑膠聚合物、建筑材料、涂層材料、耐火材料、復(fù)合材料等領(lǐng)域。德國(guó)耐馳

DIL402C熱膨脹儀28精選ppt熱膨脹儀典型圖譜29精選ppt第二節(jié)材料的熱膨脹熱膨脹的本質(zhì)與其他物理性能的關(guān)系影響因素

熱膨脹測(cè)量方法

熱膨脹的工程應(yīng)用30精選ppt5.熱膨脹的工程應(yīng)用1、熱膨脹的工程意義陶瓷工業(yè)薄膜生長(zhǎng)航天器的設(shè)計(jì)金屬的表面改性施釉要求釉層的膨脹系數(shù)比坯體要小為什么？結(jié)合后面涉及到的熱應(yīng)力知識(shí)進(jìn)行解釋。烤瓷牙微機(jī)械（MENS）領(lǐng)域31精選ppt熱膨脹在工程中的意義

熱膨脹系數(shù)是材料的一項(xiàng)重要熱學(xué)性能指標(biāo)，在實(shí)際工程應(yīng)用中具有重要意義。1)是決定材料抗熱震性的主要因素。2)陶瓷坯上釉，二者α應(yīng)匹配。釉α適當(dāng)小于坯，燒結(jié)冷卻過(guò)程中，釉層收縮小，使釉層中存在壓應(yīng)力，提高釉層強(qiáng)度，防止裂紋產(chǎn)生。小的太多也不行，會(huì)使釉層脫落。3)集成電路、電子管、特種燈生產(chǎn)中。4)復(fù)合材料制備。5)精密儀器儀表。32精選ppt材料的種類（依據(jù)熱膨脹系數(shù)）高熱膨脹材料零熱膨脹材料負(fù)熱膨脹材料金屬材料、高分子材料，具有較高的彈性和塑性。形狀記憶合金、智能材料、微型機(jī)械等合金材料、陶瓷材料航空航天、精密儀表等領(lǐng)域航空航天、光電子精密儀器制造等領(lǐng)域陶瓷材料33精選ppt2、熱膨脹分析的應(yīng)用膨脹分析對(duì)研究鋼在加熱、等溫、連續(xù)冷卻和回火過(guò)程中的轉(zhuǎn)變非常有效。確定鋼的組織轉(zhuǎn)變點(diǎn)研究加熱轉(zhuǎn)變34精選ppt小結(jié)熱