Пишите для нас
Конвертеры и калькуляторы
Коэффициент теплового расширения: Металлы, сплавы и обычные материалы
Рисунок 1. Периодическая таблица [1]
Коэффициент теплового расширения металлов и сплавов
|
Металл |
Тепловое расширение |
|
Адмиралтейская латунь |
11.2 |
|
3 |
|
|
13.1 |
|
|
Алюминиевая бронза |
9.0 |
|
Сурьма |
5 |
|
Барий |
11.4 |
|
6.7 |
|
|
Бериллиевая медь |
9.3 |
|
7.2 |
|
|
Латунь |
10.4 |
|
Бронза |
10 |
|
Кальций |
12.4 |
|
Чугун, серый |
5.8 |
|
Литая сталь, 3% C |
7.0 |
|
2.9 |
|
|
3.3 |
|
|
6.7 |
|
|
9.8 |
|
|
Сплав на основе меди - марганцевая бронза |
11.8 |
|
Сплав на медной основе - никель-серебро |
9.0 |
|
Купроникель |
9.0 |
|
6.8 |
|
|
19.4 |
|
|
5 |
|
|
Германий |
3.4 |
|
7.9 |
|
|
3.3 |
|
|
Хастеллой C |
5.3 |
|
6.4 |
|
|
8.0 |
|
|
18.3 |
|
|
Инвар |
0.67 |
|
3.3 |
|
|
Железо, нодулярный перлит |
6.5 |
|
Железо, чистое |
6.8 |
|
15.1 |
|
|
15.6 |
|
|
14 |
|
|
12 |
|
|
Марганцевая бронза |
11.8 |
|
Мягкая сталь |
5.9 |
|
3.0 |
|
|
Монель |
7.8 |
|
5.3 |
|
|
7.2 |
|
|
Никель кованый |
7.4 |
|
3.9 |
|
|
Красная латунь |
10.4 |
|
Осмий |
2.8 |
|
5 |
|
|
Плутоний |
19.84 |
|
Калий |
46 |
|
4.4 |
|
|
21 |
|
|
11 |
|
|
39 |
|
|
Нержавеющая сталь |
9.4 |
|
3.6 |
|
|
Торий |
6.7 |
|
5.7 |
|
|
12.8 |
|
|
4.8 |
|
|
2.5 |
|
|
Уран |
7.4 |
|
4.4 |
|
|
14.6 |
|
|
19 |
|
|
3.2 |
Коэффициент теплового расширения распространенных материалов
|
Продукт |
Температурное расширение |
|
ABS (акрилонитрил-бутадиен-стирол) термопластик |
72 - 108 |
|
АБС, армированный стекловолокном |
31 |
|
Ацеталь - армированный стекловолокном |
39 |
|
Ацетали |
85 - 110 |
|
Акрил |
68 - 75 |
|
Янтарь |
50 - 60 |
|
Мышьяк |
4.7 |
|
Бакелит, отбеленный |
22 |
|
Феррит бария |
10 |
|
Бензоциклобутен |
42 |
|
Латунь |
18 - 19 |
|
Кирпичная кладка |
5 |
|
Бронза |
17.5 - 18 |
|
Каучук |
66 - 69 |
|
Чугун серый |
10.8 |
|
Целлулоид |
100 |
|
Ацетат целлюлозы (CA) |
130 |
|
Бутинат ацетата целлюлозы (CAB) |
96 - 171 |
|
Нитрат целлюлозы (CN) |
80 - 120 |
|
Хлорированный поливинилхлорид (ХПВХ) |
63 - 66 |
|
Хром |
6 - 7 |
|
Структура глиняной плитки |
5.9 |
|
Бетон |
13 - 14 |
|
Бетонная конструкция |
9.8 |
|
Эбонит |
70 |
|
Эпоксидная смола, армированная стекловолокном |
36 |
|
Эпоксидная смола, литьевые смолы и компаунды, ненаполненные |
45 - 65 |
|
Этилен-этилакрилат (ЭЭА) |
205 |
|
Этиленвинилацетат (EVA) |
180 |
|
Фторэтилен-пропилен (FEP) |
135 |
|
Фторшпат, CaF2 |
19.5 |
|
Стекло, твердое |
5.9 |
|
Стекло, листовое |
9.0 |
|
Стекло, пирекс |
4.0 |
|
Гранит |
7.9 - 8.4 |
|
Графит, чистый (углерод) |
4 -8 |
|
Металл |
18 |
|
Лед, вода 0oC |
51 |
|
Инконель |
11.5 - 12.6 |
|
Известняк |
8 |
|
Макор |
9.3 |
|
Мрамор |
5.5 - 14.1 |
|
Каменная кладка, кирпич |
4.7 - 9.0 |
|
Слюда |
3 |
|
Металл Монель |
13.5 |
|
Раствор |
7.3 - 13.5 |
|
Нейлон, общее назначение |
50 - 90 |
|
Нейлон, армированный стекловолокном |
23 |
|
Фосфорная бронза |
16.7 |
|
Гипс |
17 |
|
Пластмассы |
40 - 120 |
|
Поликарбонат - армированный стекловолокном |
21.5 |
|
Полиэстер |
124 |
|
Полиэстер - армированный стекловолокном |
25 |
|
Полиэтилен (ПЭ) |
108 - 200 |
|
Полиэтилен (ПЭ) - высокомолекулярный |
108 |
|
Полиэтилентерефталат (ПЭТ) |
59.4 |
|
Полипропилен (ПП), ненаполненный |
72 - 90 |
|
Полипропилен, армированный стекловолокном |
32 |
|
Политетрафторэтилен (ПТФЭ) |
112 - 135 |
|
Поливинилхлорид (ПВХ) |
54 - 110 |
|
Фарфор, промышленный |
4 |
|
Кварц, плавленый |
0.55 |
|
Кварц, минерал |
8 - 14 |
|
Песчаник |
11.6 |
|
Сапфир |
5.3 |
|
Воск |
2 - 15 |
|
Веджвудская посуда |
8.9 |
|
Древесина, поперек (перпендикулярно) к зерну |
30 |
|
Древесина, пихта |
3.7 |
|
Древесина, параллельно зерну |
3 |
|
Древесина, сосна |
5 |
Примечание: Большинство коэффициентов рассчитаны при температуре 25 градусов Цельсия (77 градусов по Фаренгейту).
Коэффициент теплового расширения: Вопросы и ответы
1. Что такое коэффициент теплового расширения?
Коэффициент теплового расширения - это скорость, с которой материал расширяется или сжимается при изменении температуры. Он определяет изменение размеров материала в ответ на изменение температуры.
2. Как измеряется коэффициент теплового расширения?
Коэффициенты теплового расширения обычно определяются с помощью таких методов, как дилатометрия или интерферометрия, когда материал подвергается контролируемому изменению температуры, что позволяет измерить последующие изменения размеров.
3. Почему важен коэффициент теплового расширения?
Понимание коэффициентов теплового расширения очень важно в различных отраслях промышленности, особенно в строительстве, машиностроении и материаловедении. Оно помогает предсказать, как материалы будут реагировать на перепады температуры, предотвращая повреждение или разрушение конструкций, подверженных температурным колебаниям.
4. Все ли материалы расширяются или сжимаются с одинаковой скоростью?
Нет, различные материалы имеют разные коэффициенты теплового расширения. Например, металлы обычно имеют более высокие коэффициенты по сравнению с керамикой или полимерами. Понимание этих различий крайне важно при выборе материала для конкретного применения.
5. Как тепловое расширение влияет на конструкции?
Тепловое расширение может привести к изменению размеров конструкций, вызывая напряжение, коробление или растрескивание, когда материалы расширяются или сжимаются неравномерно из-за перепадов температуры. Это явление необходимо учитывать в архитектурных и инженерных проектах.
6. Можно ли управлять коэффициентами теплового расширения?
Хотя изменить присущие материалу характеристики теплового расширения довольно сложно, инженеры и дизайнеры могут смягчить его влияние с помощью конструктивных решений, выбора материалов и использования композитных материалов с индивидуальными свойствами.
7. Всегда ли тепловое расширение нежелательно?
В некоторых областях применения тепловое расширение может создавать проблемы, но в других оно может быть полезным. Например, биметаллические полоски используют различные скорости теплового расширения для работы в качестве термометров или переключателей.
Ссылки:
[1] Национальный центр биотехнологической информации (2024). Периодическая таблица элементов. Retrieved January 8, 2024 from https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/periodic-table/.
Chin Trento
