相信對于生產企業來說，材料的膨脹系數的重要性不言而喻。幾乎任何工業設計都必須考慮材料的溫度特性，而膨脹系數就是溫度特性的重要部分，它是衡量材料的熱穩定性好壞的一個重要指標。那么其在實際中的作用到底有哪些呢？

1. 能夠提高產品的熱穩定性

選用較低線膨脹系數的材料，可以提高產品的熱穩定性,提高產品的使用安全性。

2. 能夠提高產品的強度

如果層狀物由兩種材料迭置連接而成，則溫度變化時，由于兩種材料膨脹值不同，若仍連接在一起，體系中要采用一中間膨脹值，從而使一種材料中產生壓應力而另一種材料中產生大小相等的張應力，恰當地利用這個特性，可以增加制品的強度。

3. 是焊接或熔接的重要參考指數

當兩種不同的材料彼此焊接或熔接時，要求兩種材料具備相近的膨脹系數。如果選擇材料的膨脹系數相差比較大，焊接時由于膨脹的速度不同，在焊接處產生應力，會降低產品的機械強度和氣密性，嚴重時會導致焊接處脫落、炸裂、漏氣或漏油。

4. 為我們選用適合的材料提供依據

對于大型的加工機械、精密的儀器設備的選材，需要考慮選用膨脹系數小的材料。

因此，材料的熱膨脹系數測定意義重大。接下來，通過案例來講述它的實際應用：

1.液體溫度計就是根據材料的熱膨脹測量溫度；根據兩種不同材料的熱膨脹系數的不同可以制造雙金屬溫度計；

2.工作在高溫環境下的機器零件，加工時一般是在常溫下，設計時必須考慮留出熱膨脹余量；

3.有些零件要求工作時緊密配合，可以根據其熱膨脹系數，安裝時加以冷凍，使之縮小，安裝完畢，恢復常溫，就能得到非常大的緊固力；

4.即使在常溫下工作的設備，也必須考慮其熱膨脹系數的影響，如：常見的鐵軌都是露天安裝，夏、冬溫差巨大，所以過去的鐵軌每兩節之間必須留出脹縮縫；

5.在電真空工業和儀器制造工業中廣泛地將非金屬材料與各種金屬焊接，在玻璃儀器、陶瓷制品的焊接加工中，都要求兩種材料具備相近的熱膨脹系數。

總之，類似利用溫度或防止溫度變化影響零件工作的都必須考慮材料熱膨脹的影響。

說了半天，相信大家對材料的膨脹系數的實際意義了解的很多了。那么，不知道大家對于材料的膨脹系數檢測是否了解呢？通常都是如何測定材料的膨脹系數呢？下面，我們一起來了解材料線膨脹系數的測定過程：

1.概念

膨脹系數是表征物體熱膨脹性質的物理量，即表征物體受熱時其長度、面積、體積增大程度的物理量。

長度的增加稱“線膨脹”，面積的增加稱“面膨脹”，體積的增加稱“體膨脹”。

單位長度、單位面積、單位體積的物體，當溫度上升1℃時，其長度、面積、體積的變化，分別稱為線膨脹系數、面膨脹系數和體膨脹系數。

線膨脹系數測試的定義：

熱膨脹系數的定義為：當溫度由t1變到t2，長度相應地由L1變到L2時，材料在該溫區的平均線膨脹系數為α=(L2-L1)/L1(t2-t1)=ΔL/L1ΔT，同理，平均體膨脹系數β=ΔV/V1ΔT。在一般情況下，表征材料的熱膨脹特性采用平均線膨脹系數來表示。

2.案例詳情

案例背景：

客戶送檢樣品為4個不同尺寸的W-Cu 圓片樣品，需在相同的測試標準及條件下測定4個樣品的線性膨脹系數值。

測試過程：

首先，將樣品制作成TMA標準試樣，長度約2-10mm，寬度和厚度不超過10mm，測試方向上的兩表面平行且光滑，調試儀器后，將樣品置于樣品臺上，移動樣品，使得探頭在樣品正中位置，輸入樣品信息，在N2保護氣氛中，以5℃/min的速率，從25℃升溫到500℃測量線性熱膨脹系數。

檢測環境  環境溫度 23±2℃； 濕度 50±5%R.H

檢測儀器  熱機械分析儀（耐馳TMA402F3）

檢測標準  ASTM E228-17 用推桿膨脹計測定固體材料線性膨脹的試驗方法

檢測條件  在N?環境中，以5℃/min的速率從25℃升溫到500℃。

測試曲線

樣品1	樣品2

樣品3	樣品4

檢測結果：

結論：通過對4個樣品的測試結果進行比較，了解產品的熱膨脹系數，進而了解產品的性能。

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