文档介绍：金属线胀系数的测量实验报告实验项目名称:金属线膨胀系数测量实验一、实验目的 1、学习测量金属线膨胀系数的一种方法。2、学会使用千分表。二、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???L??t式中的比例系数?称为固体的线膨胀系数。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、(来自:写论文网:金属线胀系数的测量实验报告)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。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。另外还发现线膨胀系数与材料纯度有关,某些材料掺杂后,线膨胀系数变化很大。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。由式可知,测量出时杆长L、受热后温度从t1升高到t2时的伸长量?L和受热前后的温度升高量?t(?t?t2?t1),则该材料在(t1,t2)温度区域的线胀系数为:?? ?L (L??t) 其物理意义是固体材料在(t1,t2)温度区域内,温度每升高一度时材料的相对伸长量,其单位为(C)。测量线胀系数的主要问题是如何测伸长量?L。我们先粗估算一下?L的大小,若 L?250mm,温度变化t2?t1?100C,金属的?数量级为?10?5(0C)?1,则估算出? 1 ?L???L??t?。对于这么微小的伸长量,用普通量具如钢尺或游标卡尺是测不准的。可采用千分表、读数显微镜、光杠杆放大法、光学干涉法等方法。本实验用千分表测微小的线胀量。三、实验主要仪器设备和材料四、实验内容和步骤、铝棒安装在测试架上。在室温下用米尺重复测量金属杆的原有长度2~3次,记录到表1中,求出L原有长度的平均值。 ,连接好加热皮管,打开电源开关,以便从仪器面板水位显示器上观察水位情况。水箱容积大约为750ml。 :先打开机箱顶部的加水口和后面的溢水管口塑料盖,用漏斗从加水口往统内加水,管路中的气体将从溢水管口跑出,直到系统的水位计仅有上方一个红灯亮,其余都转变为绿灯时,可以先关闭溢水管口塑料盖。接着可以按下强制冷却按钮,让循环水泵试运行,由于系统内可能存在大量气泡,造成水位计显示虚假水位,只有利用循环水泵试运行过程,把系统内气体排出,这时候水位下降,仪器自动保护停机。因此,在虚假水位显示已满的情况下,采用反复启动强制冷却按钮,利用循环水泵的间断工作把管路中的空气排除,即启动强制冷却按钮→自动停机→再加水的反复过程,直到最终系统的水位计稳定显示,水位计只剩上方一个红灯未转变为绿灯,此时必须停止加水,以防水从系统溢出,流淌到实验桌上。接下来即可进行正常实验,实验过程中发现水位下降,应该适时补充。 ,一般加热温度设定值应该比金属管所需要的实验温度值高1~50C,具体可根据温度的高低,决定温度提高量。。将千分尺装在被测介质铝管的自由伸缩端固定位置上,使千分表测试端与被测介质接触, ,可以把不测量的测件的水龙头关闭,可节约能源,缩短加热时间。实验时,按下加热按钮。: 当被测介质温度为35C时,读出千分表数值L35,记入表2中。接着在温度为 400C,450C,500C,550 C,600C,650C,700C 时,记录对应的千分表读数 L40,L45,L50,L55,L60,L65,L70 700C)温度区间的线膨胀系数。 00 ,由式即可求出金属棒在线膨胀系数?10?6(0C)?1 纯铝0~100纯铜0~100 由于材料提炼和加工的难度,例如纯铝几乎无法进行机械加工,所以一般使用的材料多非纯金属,所以以上参数并非标准数据。而实际使用的金属材料的线膨胀系数比纯金属要小 10%~15%,铜合金约为?10?5(0C)?1,铝合金约为?10?5(0C)?1,供参考。六、问题与讨论 ?答:一、温度的影响,每一种材料都有它的温度膨胀系数,温差越大对它的影响也越大。二、测量仪器的不精密。三、金属线本身重量对金属产生拉伸作用。? 答:用不同温度多次测量记录,做图。 ,如何消除误