文档介绍：金属线膨胀系数的测定绝大多数物质都具有“热胀冷缩”的特性,这是由于物体内部分子热运动加剧或减弱造成的。这个性质在工程结构的设计中,在机械和仪器的制造中,在材料的加工(如焊接)中,都应考虑到。否则,将影响结构的稳定性和仪表的精度。考虑失当,甚至会造成工程的损毁,仪器的失灵,以及加工焊接中的缺陷和失败等等。实验目的1.      掌握千分表测定固体长度微小变化的原理和方法。2.      测定金属在一定温度区域内的平均线膨胀系数。【实验仪器】金属线膨胀系数测量实验装置、YJ-RZ-4A数字智能化热学综合实验仪金属线膨胀系数测量实验装置如图1加热引线温度传感器引线千分表图1【实验原理】材料的线膨胀是材料受热膨胀时,在一维方向的伸长。线胀系数是选用材料的一项重要指标。特别是研制新材料,少不了要对材料线胀系数做测定。固体受热后其长度的增加称为线膨胀。经验表明,在一定的温度范围内,原长为L的物体,受热后其伸长量L与其温度的增加量t近似成正比,与原长L亦成正比,即L=(1)称为固体的线膨胀系数(简称线胀系数)。大量实验表明,不同材料的线胀系数不同,塑料的线胀系数最大,金属次之,殷钢、熔融石英的线胀系数很小。殷钢和石英的这一特性在精密测量仪器中有较多的应用。式中的比例系数几种材料的线胀系数实验还发现,同一材料在不同温度区域,其线胀系数不一定相同。某些合金,在金相组织发生变化的温度附近,同时会出现线胀量的突变。因此测定线胀系数也是了解材料特性的一种手段。但是,在温度变化不大的范围内,线胀系数仍可认为是一常量。为测量线胀系数,我们将材料做成条状或杆状。由(1)式可知,测量出t1时杆长L、受热后温度达t时的伸长量L和受热前后的温度t1及t2,则该材料在(t,t)温区的线胀系数为=(2)其物理意义是固体材料在(t1,t2)温区内,温度每升高一度时材料的相对伸长量,起单位为/(℃)。测线胀系数的主要问题是如何测伸长量L。先粗估算出L的大小,若L≈250mm,温度变化t2-t1≈100℃,金属的a数量级为10/(℃),则可估算出L≈。对于这么微小的伸长量,用普通量具如刚尺或游标卡尺是测不准的。可采用千分表()、读数显微镜、光杆干放大法、光学干涉法。本实验中采用千分表测微小的线胀量。【实验内容和步骤】(1)开机1卸下三个下盘支撑螺钉,安装好实验装置,连接好电缆线,打开电源开关,“测量选择”开关旋至“设定温度”档,调节“设定温度粗选”和“设定温度细选”钮,选择设定加热盘为所需的温度(℃)值。2将“测量选择”开关拨向“上盘温度”档,打开加热开关,观察加热盘温度的变化,直至加热盘温度恒定在设定温度(℃)。(2)℃,读出千分表数值L,℃、℃、℃、℃、℃、℃、℃、℃、℃时,分别记下千分表读数L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10(3)用逐差法求出5℃时金属棒的平均伸长量,由(2)式即可求出金属棒在(50℃,95℃)温区内的线胀系数。【数据记录及处理】