材料的熱膨脹

材料的熱膨脹1精選ppt一、

熱膨脹的本質(zhì)定義：通常是指外壓強不變的情況下，大多數(shù)物質(zhì)在溫度升高時，其體積增大，溫度降低時體積縮小的現(xiàn)象。2精選ppt材料熱膨脹的本質(zhì):在于晶格點陣實際上在作非簡諧振動，晶格振動中相鄰質(zhì)點間的作用力實際上是非線性的，點陣能曲線也是非對稱的。

原子間相互作用的勢能曲線3精選ppt二、

熱膨脹系數(shù)定義：在等壓(p一定)下，單位溫度變化所導致的體積變化，即熱膨脹系數(shù)。4精選ppt線膨脹系數(shù)α：α=ΔL/(L*ΔT)式中ΔL為所給長度變化ΔT下物體溫度的改變，L為初始長度；ΔS為所給面積變化ΔT下物體溫度的改變，S為初始面積；ΔV為所給體積變化ΔT下物體溫度的改變，V為初始體積。面膨脹系數(shù)β：β=ΔS/(S*ΔT)體膨脹系數(shù)γ：γ=ΔV/(V*ΔT)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某些無機材料的熱膨脹系數(shù)與溫度之間的關系無機材料的線膨脹系數(shù)一般都不大7精選ppt三、

影響熱膨脹的因素1.合金成分對熱膨脹的影響組成合金的溶質(zhì)元素及含量對合金的熱膨脹的影響極為明顯。固溶體中加人膨脹系數(shù)大的溶質(zhì)元素時,膨脹系數(shù)增大;反之,加人溶質(zhì)元素的膨脹系數(shù)較小時,固溶體的膨脹系數(shù)減小。αlCu-Au合金膨脹系數(shù)rE/%8精選ppt2.相變對熱膨脹的影響當金屬和合金發(fā)生一級或二級相變時,其膨脹量和膨脹系數(shù)都會發(fā)生變化。一級相變：金屬與合金中的大多數(shù)相變都屬于一級相變,一級相變的特征是能量、體積和晶體結構的不連續(xù)變化,即是轉變將伴隨比容的突變,相應的膨脹系數(shù)將有不連續(xù)的變化,其轉變點處a將為無限大。二級相變：相變時兩相的化學勢相等,相變時雖然沒有體積的不連續(xù)變化,但仍存在膨脹系數(shù)的不連續(xù)變化。屬于二級相變的磁性轉變和有序無序轉變,在其相變處膨脹系數(shù)溫度曲線上有折點。9精選ppt實際晶體中總是含有某些缺陷,它們在室溫處于“凍結”狀態(tài),但它們可明顯地影響晶體的物理性能。Timmesfeld等人研究了空位對固體熱膨脹的影響。由空位引起的晶體附加體積變化為:

△V=BV0exp[-Q/kT]式中，Q是空位形成能，B是常數(shù)，V0是晶體0k時的體積，k是玻耳茲曼常數(shù)，T是溫度(K)。這里的空位可以由輻射或高溫淬火產(chǎn)生。3.晶體缺陷對熱膨脹的影響10精選ppt4.晶體各向異性對熱膨脹的影響由于晶體結構的不對稱性,在不同的晶軸上產(chǎn)生不相等的熱膨脹,所以晶體的熱膨脹量也需要用六個獨立的參數(shù)來表征。固體中熱膨脹的各向異性可以定性地從原子間結合力的強弱來說明。在非立方晶系中,特別是在具有一次軸對稱的晶系中，平行于軸向和垂直于軸向的原子間結合力差別甚大。若在某一個方向上結合力較其它方向為小，則晶體首