熱膨脹係數
| 熱膨脹係數 |
物體由於溫度改變而有脹縮現象。其變化能力以等壓(p一定)下，單位溫度變化所導致的長度量值的變化，即熱膨脹係數表示。各物體的熱膨脹係數不同，一般金屬的熱膨脹係數單位為1/度（攝氏）。線脹係數是指固態物質當溫度改變攝氏度1度時，其某一方向上的長度的變化和它在20℃（即標準實驗室環境）時的長度的比值。大多數情況之下，此係數為正值。也就是說溫度變化與長度變化成正比，溫度升高體積擴大。但是也有例外，如水在0到4攝氏度之間，會出現負膨脹。而一些陶瓷材料在溫度升高情況下，幾乎不發生幾何特性變化，其熱膨脹係數接近0。
目錄
簡介
有時也稱為線彈性係數（linear expansivity），表示材料膨脹或收縮的程度。分為某一溫度點的線膨脹係數和某一溫度區間的線膨脹係數，後者稱為平均線膨脹係數。前者是單位長度的材料每升高一度的伸長量；平均線膨脹係數是單位長度的材料在某一溫度區間，每升高一度溫度的平均伸長量。耐火材料線膨脹係數的常用測量方法是頂杆式間接法和望遠鏡直讀法。新的激光法測定線膨脹係數也越來越受到重視。頂杆法是一種經典方法，採用機械測量原理，即將試樣的一端固定在支持器的端頭上，另一端與頂杆接觸，試樣、支持器和頂杆同時加熱，試樣與這些部件的熱膨脹差值被頂杆傳遞出來，並被測量。這類儀器由於試樣位置(立式或臥式)、膨脹量的測量方法(直接測量、電子或光學方法)而區分成多種型號的儀器。應用較普遍的是電感式膨脹儀。它的傳感器是差動變壓器，也稱差動變壓器熱膨脹儀。由於頂杆和支持器尺寸較長，高溫爐的加熱條件難於使溫度分布均勻一致，頂杆和支持器之間的膨脹量難以相互抵消，所以膨脹的測量值需要校正。
評價
熱膨脹是固體材料受熱以後晶格振動加劇而引起的容積膨脹，而晶格振動的激化就是熱運動能量的增大。升高單位溫度時能量的增量即為熱容。因此熱膨脹係數與熱容密切相關，並與熱容有着相似的規律。即在低溫時，膨脹係數也像熱容一樣按T3規律變化，0 K時，α、c趨於零；高溫時，因有顯著的熱缺陷等原因，使α仍有一個連續的增加。圖為Al2O3的熱膨脹係數和熱容隨溫度變化的關係曲線，從圖中可看出，在寬廣的溫度範圍內，這兩條曲線近似平行，變化趨勢相同。固體材料的熱膨脹與點陣中質點的位能有關，而質點的位能是由質點間的結合力特性所決定的。質點間的作用力越強，質點所處的勢阱越深，升高同樣溫度，質點振幅增加得越少，相應地熱膨脹係數越小。當晶體結構類型相同時，結合能大的材料的熔點也高，也就是說熔點高的材料膨脹係數較小。[1]