Page 60 - 理化检验-物理分册2021年第九期

卫志清, 等: 金属材料热膨胀特性参数测定装置的开发及应用

置基 本 符 合 GB / T4339 — 2008 及 ASTM E228 : 6 结论
2017中的相关技术要求, 也证明了铁基材料、 铜基
材料、 铝基材料3种金属材料在相同条件下测得的 开发了在恒定温度条件下测定金属材料热膨胀
线性热膨胀值是有差异的。 特性参数的装置, 并测定了几种金属材料的线性热
表5 采用开发的热膨胀特性参数测定装置在-196℃液氮 膨胀系数, 该装置基本符合 GB / T4339 — 2008 及

条件下测得的不同金属材料的线性热膨胀系数 ASTME228 : 2017中的相关技术要求, 也证明了铁

Tab 5 Linearthermalex p ansioncoefficientofdifferentmetalmaterials 基材料、 铜基材料、 铝基材料3种金属材料在相同条

measuredat-196℃inli q uidnitro g enusin g thedevelo p edthermal
件下测得的膨胀系数是有差异的。
ex p ansioncharacteristic p arametermeasurin g device

GB / T4339 — 2008中已经提供了不同温度下
试样 长度 线性热膨胀系数
试样 试样 / 的热膨胀数据, 开发的金属材料热膨胀特性参数测
ϕ
长度 / 变化量 / ( -196℃ )/
材料 mm 定装置测定的试验数据起到了一定的验证作用, 可
-6
mm mm ( 10 ℃ -1 )
以提供某种金属材料恒定温度下的线性热膨胀系
钢 6.91 58.83 -0.116 -1972

数, 为特定产品的开发和设计提供技术支持。
纯铜 7.01 56.77 -0.117 -2061

通过测定材料膨胀系数随温度的变化来研究材
5 分析与讨论 料内部的物理反应, 热膨胀特性参数的测定将在金
属材料性能研究中发挥越来越大的作用, 与其他测
自行研制了在恒定温度条件下测定金属材料热
试方法联用( 如微观组织分析) 研究金属材料内部的
膨胀特性参数的装置, 并测定了几种金属材料的线
反应机理和特征是未来热膨胀检测技术的发展
性热膨胀系数, 试验结果表明, 该装置基本符合
趋势。

GB / T4339-2008及 ASTM E228 : 2017中的相关
参考文献:
技术要求。
装置中的试样仓材料与标准中推荐的石英材料
[ 1 ] 黄永华, 吴哲, 李晓慈, 等. 热膨胀系数简易测量装置
略有不同, 采用了相似牌号的高温热电偶陶瓷材料, 研制及若干材料测量[ J ] . 化工学报, 2016 , 67 ( 增刊
试样推顶杆采用了进口石英材料。资料证明高温热
2 ): 38-45.
电偶陶瓷管的冷热膨胀系数基本不变, 通过对试验 [ 2 ] 张红菊, 李璞, 郝雪龙, 等. 材料比热容测试国内外试
数据的统计分析可知, 选用的试样仓材料完全能够 验方法比较[ J ] . 理化检验( 物理分册), 2014 , 50 ( 10 ):
满足使用要求。 741-743.
开发的热膨胀特性参数测定装置目前还无法提 [ 3 ] 蒋恩, 李延葆. 堆内构件用奥氏体不锈钢线膨胀系数
) 等参数的测 的测试和分析[ J ] . 上海电气技术, 2016 , 9 ( 2 ): 40-44.
供平均线膨胀系数( α m ) 和热膨胀率( α t
[ 4 ] 陈云仙, 陆昌伟. 顶杆法热膨胀仪在材料研究中的应
定, 因为该套装置目前还无法实现控制试验温度单
用[ J ] . 分析测试技术与仪器, 1999 , 5 ( 2 ): 111-114.

位间隔在1℃ 。该装置还需提高温度控制的精度或
[ 5 ] 张红菊, 李璞, 张恒磊, 等. 差示扫描量热法在金属材
范围, 从恒温条件控制设定, 提升到可以实现任意设
料中的应用[ J ] . 理化检验( 物理分册), 2015 , 51 ( 9 ):
置控制温度的水平。
615-618.

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