金属线热膨胀系数测定一、实验目的1、了解千分表膨胀仪的构造和原理
2、掌握相变对金属热膨胀系数的影响
二、实验原理1、线热膨胀系数确实定当温度由 T 到 T，相应地长度由 L 变到 L 时，材料在该温区的平均热膨胀系数 1212为：- L L L———4(T T )L T L2111(1)平均线性膨胀系数，表示温度升高 1K 时物体长度的相对增大
当 AT-0 时，真线性膨胀系数彳为(2)膨胀系数的单位为 K-1
固体材料 a 不是一个常数，通常随温度升高而加大
T2、金属正常热膨胀的来源金属固体多以晶态存在，周期排列的原子都在围绕其平衡位置做简谐振动，随温度增加，振幅加大，动能随之增加
3、影响热膨胀的主要因素金属热膨胀系数主要与其化学成分、晶体构造和键强度等密切相关
① 键强度：键强度高，热膨胀系数低；金属熔点高，键强度高，热膨胀系数低
② 晶体构造：a 构造严密的晶体热膨胀系数都较大，而比较松散的非晶态的热膨胀系数都较小
如多晶石英与无定形石英
b 非等轴晶系的晶体，各晶轴方向的膨胀系数不等，如石墨等层状构造材料，层内联系严密，而层间联系较松散，使得层间膨胀系数较小，而层内膨胀系数较大
③相变的影响a 一级相变：如纯金属同素异构转变时，点阵构造重排时体积突变，伴随着金属比容突变，导致线膨胀系数发生不连续变化
b 二级相变：发生二级相变时，体积没有变化，也没有伴随热量的吸收和释放，只是热容量、热膨胀系数等物理量发生变化
如有序-无序转变时，膨胀系数在相变温区仅出现拐折
金属与合金在接近居里温度发生磁性转变，其膨胀曲线会出现明显的膨胀峰
与正常曲线相比，它具有明显的反常现象，其中 Ni 和 Co 具有正膨胀峰，Fe 具有负膨胀峰
\JT图 1 一级相变时 a 和 K 随 T 的变化图 2 二级相变时 oc 和 B 随 T 的变化图 3 有序-无序转变膨胀曲线④合金成分和组
