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在一定的溫度程序、負(fù)載力接近于零的情況下，測量樣品的尺寸變化隨溫度或時間的函數(shù)關(guān)系。可測量固體、熔融金屬、粉末、涂料等各類樣品，廣泛應(yīng)用于無機(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。
熱膨脹儀影響的因素
相變
一級相變：體積突變，V-T曲線不連續(xù)變化，轉(zhuǎn)變點處膨脹系數(shù)無窮大。
二級相變：V-T曲線連續(xù)變化，膨脹系數(shù)有突變。
成分和組織
（1）形成固溶體
固溶體的膨脹系數(shù)取決于溶劑基體和溶質(zhì)的膨脹系數(shù)以及它們的相對含量。當(dāng)溶質(zhì)的膨脹系數(shù)高于溶劑時，將增大膨脹系數(shù)。當(dāng)溶質(zhì)的膨脹系數(shù)低于溶劑時，將減小膨脹系數(shù)。組元之間形成無限固溶體時，任意成分固溶體的膨脹系數(shù)將處于兩組元膨脹系數(shù)之間。
（2）不同結(jié)構(gòu)的物質(zhì)
固體結(jié)構(gòu)疏松，內(nèi)部空隙較多，當(dāng)溫度升高，原子振幅加大，原子間距離增加時，部分的被結(jié)構(gòu)內(nèi)部空隙所容納，宏觀膨脹就小。
例如：結(jié)構(gòu)緊密的晶體膨脹系數(shù)大，而類似于無定形的玻璃，則往往具有較小的膨脹系數(shù)。
石英 12×10-6/K， 石英玻璃 0.5×10-6/K
敞曠式的結(jié)構(gòu)，例如，石英、鋰霞石、鋰輝石等，它們是由硅氧四面體形成的架狀結(jié)構(gòu)，其中存在較大的空洞，熱振動比較復(fù)雜，有兩個額外效應(yīng)可能發(fā)生：
首先，原子可以向結(jié)構(gòu)中空曠處振動，導(dǎo)致膨脹系數(shù)小,鋰霞石LiAlSiO4的熱膨脹系數(shù)是2×10-6/K。
其次，四面體協(xié)同旋轉(zhuǎn)效應(yīng)，具有異常大或小的膨脹。
（3）多相體
多相體的膨脹系數(shù)可按特諾（Turner）公式計算。復(fù)合體中有多晶轉(zhuǎn)變組分時，因多晶轉(zhuǎn)化的體積不均勻變化，導(dǎo)致膨脹系數(shù)的異常變化。復(fù)合體內(nèi)的微裂紋可引起熱膨脹的滯后現(xiàn)象，尤其是大晶粒樣品。
各向異性影響
結(jié)構(gòu)對稱性較低的單晶體，其膨脹系數(shù)具有各向異性，不同的晶向有不同的線膨脹系數(shù)。一般來說，彈性模量高的方向?qū)⒂休^小的膨脹系數(shù)，反之亦然。
多晶材料往往存在微晶的擇優(yōu)取向，從而在一定程度上具有晶體的各向異性。
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