热膨胀系数

简介

中文名称：热膨胀系数

英文名称：coefficient of thermal expansion

定义：固体在温度每升高1K时长度或体积发生的相对变化量。

分为线膨胀系数和体膨胀系数。

套用学科：材料科学技术（一级学科）；材料科学技术基础（二级学科）；材料科学基础（二级学科）；材料性能（二级学科）

详细资讯

thermal expansion coefficient

物体由于温度改变而有胀缩现象。其变化能力以等压(p一定)下，单位温度变化所导致的体积变化，即热膨胀系数表示

热膨胀系数有线膨胀系数α、面膨胀系数β和体膨胀系数γ。

线膨胀系数α=ΔL/(L*ΔT)，

面膨胀系数β=ΔS/(S*ΔT)，

体膨胀系数γ=ΔV/(V*ΔT)，

式中ΔL为所给温度变化ΔT下物体长度的改变，L为初始长度；ΔS为所给温度变化ΔT下物体面积的改变，S为初始面积；ΔV为所给温度变化ΔT下物体体积的改变，V为初始体积；

严格说来，上式只是温度变化範围不大时的微分定义式的差分近似；準确定义要求ΔV与ΔT无限微小，这也意味着，热膨胀系数在较大的温度区间内通常不是常量。

温度变化不是很大时，α就成了常量，利用它，可以把固体和液体体积膨胀表示如下：

Vt=V0(1+3αΔT)，

而对理想气体，

Vt=V0(1+0.00367ΔT)；

Vt、V0分别为物体末态和初态的体积

对于可近似看做一维的物体，长度就是衡量其体积的决定因素，这时的热膨胀系数可简化定义为：单位温度改变下长度的增加量与的原长度的比值，这就是线膨胀系数。

对于三维的具有各向异性的物质，有线膨胀系数和体膨胀系数之分。如石墨结构具有显着的各向异性，因而石墨纤维线膨胀系数也呈现出各向异性，表现为平行于层面方向的热膨胀系数远小于垂直于层面方向。

巨观热膨胀系数与各轴向膨胀系数的关系式有多个，普遍认可的有Mrozowski算式：

α=Aαc+(1-A)αa

αa,αc分别为a轴和c轴方向的热膨胀率，A被称为“结构端面”参数。

金属膨胀系数

测定温度条件及单位：20℃，(单位1E-6 /K或1E-6 /℃）

​液体膨胀系数

测定温度条件：20℃，单位：1/℃（1/K）