文档介绍：中国矿业大学材料科学与工程学院第一章材料的热学性能本章内容热容热膨胀热传导热稳定性第二节材料的热膨胀热膨胀的本质与其他物理性能的关系影响因素热膨胀测量方法热膨胀的工程应用 1. 热膨胀的物理本质什么是热膨胀? 热膨胀系数热膨胀的物理本质热膨胀系数 t ll l??? 01? dt dll t t1?? lV??3?温度每平均升高 1个单位,长度的相对变化量。?平均线膨胀系数?微分线膨胀系数?体膨胀系数 cbaV???????? t ? tt 1t 2各向同性各向异性 dt dV V t V1??部分材料的线性膨胀系数 303 ~ 573 153 ~ 1133 523 ~ 753 303 ~ 1123 693 ~ 1263 373 1573 293 ~ 373 273 ~ 473 293 ~ 573 273 ~ 373 273 ~1273 273 ~1273 273 ~1273 273 ~1273 0 ~ 2 ~ 12 ~ 21 Al Ti Cr Fe Ni Cu W Invar 合金 6Ni-Fe 铸铁黄铜 Si Al 2O 3 SiC Si 3N 4石英玻璃温度范围α l /10 -6 K -1 材料名称某些无机材料的热膨胀系数与温度之间的关系无机材料的线膨胀系数一般都不大物理本质(作用力曲线解释) 原子热振动是非线性的! ?温度升高,原子振动激烈。?原子向右移动的幅度更大一些, 导致振动中心右移。?0 K 时,原子处在平衡位置。物理本质(势能曲线解释) 势能曲线是不对称的! ?0 K 时,原子的势能最低。?温度升高,原子的势能增加。?势能曲线的不对称,使振动中心右移。材料热膨胀的本质: 在于晶格点阵实际上在作非简谐振动,晶格振动中相邻质点间的作用力实际上是非线性的,点阵能曲线也是非对称的。理想状态实际状态