光杠杆金属线膨胀系数

1. 测量金属线膨胀系数可不可以像测杨氏模量那样用光杠杆法啊若不行的话为什么呢

光杠杆放大法是一种利用光学放大方法测量微小位移的装置。
由于，在拉伸法测量杨氏模量的实验中，金属丝的伸长量很难测量，所以必须使用光杠杆放大后，才能够测量出来。

2. 金属线膨胀系数的测量是什么

表示材料膨胀或收缩的程度。分为某一温度点的线膨胀系数和某一温度区间的线膨胀系数，后者称为平均线膨胀系数。前者是单位长度的材料每升高一度的伸长量；平均线膨胀系数是单位长度的材料在某一温度区间，每升高一度温度的平均伸长量。

测量方法

1、顶杆式间接法

顶杆法是一种经典方法，采用机械测量原理，即将试样的一端固定在支持器的端头上，另一端与顶杆接触，试样、支持器和顶杆同时加热，试样与这些部件的热膨胀差值被顶杆传递出来，并被测量。这类仪器由于试样位置(立式或卧式)、膨胀量的测量方法(直接测量、电子或光学方法)而区分成多种型号的仪器。

应用较普遍的是电感式膨胀仪。它的传感器是差动变压器，也称差动变压器热膨胀仪。由于顶杆和支持器尺寸较长，高温炉的加热条件难于使温度分布均匀一致，顶杆和支持器之间的膨胀量难以相互抵消，所以膨胀的测量值需要校正。

2、望远镜直读法

望远镜直读法是用双筒望远镜直接观察炉内高温下试样膨胀的变化值，通过计算得到线膨胀系数。测量温度可高达2000℃，目镜上的测微计直接测量试样伸长量。所用试样较长，加热炉要有足够的恒温带。该方法的缺点是一般不易自动记录。现在已发展了定时照相的自动记录系统。

3、激光法测量

热膨胀是近年发展的。它是以一激光束扫描试样，而不断测定试样在加热过程中长度的变化。由于测量精度高、计算机组成的全自动控制、记录和多功能系统而受到欢迎。选择热膨胀测量方法时主要考虑测试范围、待测材料的种类和特性、测量精度和灵敏度等。

由于物质的不同，线膨胀系数亦不相同，其数值也与实际温度和确定长度1时所选定的参考温度有关，但由于固体的线膨胀系数变化不大，通常可以忽略，而将a当作与温度无关的常数。

两种计算公式

1、线性热膨胀系数（Coefficient of Linear Thermal Expansion，简称CLTE线胀系数）：

α=ΔL/（L*ΔT）

2、和体积热膨胀系数：

γ=1/V。(ξV/ξT)p

大多数情况之下，此系数为正值。也就是说温度升高体积扩大。但是也有例外，当水在0到4摄氏度之间，会出现反膨胀。而一些陶瓷材料在温度升高情况下，几乎不发生几何特性变化，其热膨胀系数接近0。

3. 金属材料热膨胀系数表

钢质材热膨胀系数为1.2 10^-5／℃。

假定室温为20°C，膨胀系数为0.000012，温度上升了220°C，则内孔110+110*220*0.000012=110.29MM，外径140+140*220*0.000012=140.37MM，这是理论数据，实际数据会受材料成分、纹向、加热温度不均匀、热膨胀系数本身误差等影响而有偏差。

(3)光杠杆金属线膨胀系数扩展阅读：

热膨胀系数影响因素

1、化学矿物组成。

热膨胀系数与材料的化学组成、结晶状态、晶体结构、键的强度有关。组成相同，结构不同的物质，膨胀系数不相同。通常情况下，结构紧密的晶体，膨胀系数较大；而类似于无定形的玻璃，往往有较小的膨胀系数。键强度高的材料一般会有低的膨胀系数。

2、相变。

材料发生相变时，其热膨胀系数也要变化。纯金属同素异构转变时，点阵结构重排伴随着金属比容突变，导致线膨胀系数发生不连续变化。

3、合金元素对合金热膨胀有影响。

简单金属与非铁磁性金属组成的单相均匀固溶体合金的膨胀系数介于内组元膨胀系数之间。而多相合金膨胀系数取决于组成相之间的性质和数量，可以近似按照各相所占的体积百分比，利用混合定则粗略计算得到。

4、织构的影响。

单晶或多晶存在织构，导致晶体在各晶向上原子排列密度有差异，导致热膨胀各项异性，平行晶体主轴方向热膨胀系数大， 垂直方向热膨胀系数小。

5、内部裂纹及缺陷也会对热膨胀系数产生影响。

4. 金属的线膨胀系数

一般金属的热膨胀系数单位为1/度(摄氏)。

1、热膨胀系数

物体由于温度改变而有胀缩现象。其变化能力以等压(p一定)下，单位温度变化所导致的长度

量值的变化，即热膨胀系数表示。各物体的热膨胀系数不同，一般金属的热膨胀系数单位为

1/度（摄氏）。

2、热膨胀系数的精密测试与测量能力溯源

为了保证材料热膨胀系数国与国之间的量值统一和互认，国际计量局长度委员会（CCL）200

4年启动过材料热膨胀系数的国际比对，有十几个国家参加了这个项目的国际比对。

3、概述

热膨胀系数有线膨胀系数α、面膨胀系数β和体膨胀系数γ。

式中ΔL为所给长度变化ΔT下物体温度的改变，L为初始长度；ΔS为所给面积变化ΔT下物体温

度的改变，S为初始面积；ΔV为所给体积变化ΔT下物体温度的改变，V为初始体积；

严格说来，上式只是温度变化范围不大时的微分定义式的差分近似；准确定义要求ΔV与ΔT无

限微小，这也意味着，热膨胀系数在较大的温度区间内通常不是常量。

温度变化不是很大时，α就成了常量，利用它，可以把固体和液体体积膨胀表示如下：

Vt=V0(1+3αΔT)，

而对理想气体，

Vt=V0(1+0.00367ΔT)；

Vt、V0分别为物体末态和初态的体积。

5. 热膨胀系数与金属线膨胀系数什么区别呢

物体由于温度改变而有胀缩现象。其变化能力以等压(p一定)下，单位温度变化所导致的长度量值的变化，即热膨胀系数表示。各物体的热膨胀系数不同，一般金属的热膨胀系数单位为1/度（摄氏）。线胀系数是指固态物质当温度改变摄氏度1度时，其某一方向上的长度的变化和它在20℃（即标准实验室环境）时的长度的比值。 大多数情况之下，此系数为正值。也就是说温度变化与长度变化成正比，温度升高体积扩大。但是也有例外，如水在0到4摄氏度之间，会出现负膨胀。而一些陶瓷材料在温度升高情况下，几乎不发生几何特性变化，其热膨胀系数接近0。

6. 金属线胀系数的测定误差分析

温度计的热惯性，升温时实际温度高于读数温度，降温时实际温度低于读数温度，采取了升温，降温同一温度对应的标尺读数n取平均的办法，可消除这种误差。

铜棒温度不均匀，中下部温度高，上部温度偏低，温度计所在部位不同，可使测量结果有所不同，由于温度计在中上部，可是测得的线胀系数偏小。

光杠杆原理公式具有近似性，只有当dn很小时才近似成立。

某一温度点的线膨胀系数和某一温度区间的线膨胀系数，后者称为平均线膨胀系数。前者是单位长度的材料每升高一度的伸长量；平均线膨胀系数是单位长度的材料在某一温度区间，每升高一度温度的平均伸长量。

(6)光杠杆金属线膨胀系数扩展阅读：

固体物质的温度每升高1℃时，其单位长度的伸长量，叫做“线膨胀系数”。单位为1/℃或1/开。符号为αl。其定义式是lt=l0（l+al△t）。

由于物质的不同，线膨胀系数亦不相同，其数值也与实际温度和确定长度1时所选定的参考温度有关，但由于固体的线膨胀系数变化不大，通常可以忽略，而将a当作与温度无关的常数。

线膨胀系数随温度变化的规律类似于热容的变化。a值在很低温度时很小，随温度升高而很快增加，在德拜特征温度以上时趋向于常数。线膨胀系数的绝对值与晶体结构和键强度密切相关。键强度高的材料具有低的线膨胀系数。