Hệ số giãn nở nhiệt ở một số vật liệu Độ giãn nở nhiệt

Hệ số giãn nở nhiệt thể tích của polypropylen bán kết tinh.Hệ số giãn nở nhiệt tuyến tính của một số mác thép.

Mục này tóm tắt một số hệ số giãn nở nhiệt của một vài loại vật liệu phổ biến.

Đối với các vật liệu đẳng hướng các hệ số giãn nở nhiệt dài α và hệ số giãn nở thể tích αV có mối quan hệ αV = 3α.Đối với các chất lỏng thường hệ số giản nở thể tích được liệt kê và hệ số giãn nở dài được tính toán ở đây với mục đích so sánh.

Đối với các loại vật liệu phổ biến như nhiều kim loạihợp chất, hệ số giãn nở nhiệt tỉ lệ nghịch với điểm nóng chảy.[3] Trong trường hợp đặc biệt đối với kim loại thì có mối quan hệ sau:

α ≈ 0.020 M P {\displaystyle \alpha \approx {\frac {0.020}{M_{P}}}}

đối với các haluaoxit

α ≈ 0.038 M P − 7.0 ⋅ 10 − 6 K − 1 {\displaystyle \alpha \approx {\frac {0.038}{M_{P}}}-7.0\cdot 10^{-6}\,\mathrm {K} ^{-1}}

Trong bảng bên dưới, phạm vi giá trị của α là từ 10−7 K−1 đối với các chất rắn cứng đến 10−3 K−1 đối với các chất lỏng hữu cơ. Hệ số α thay đổi theo nhiệt độ và một số loại vật liệu có độ dao động rất cao; xem ví dụ sự dao động so với nhiệu độ của hệ số giãn nở thể tích của polypropylen (PP) bán kến tinh ở các áp suất khác nhau, và sự dao động của hệ số giãn nở dài theo nhiệt độ của thép ở các cấp khác nhau (từ dưới lên: thép không gỉ ferrit, thép không gỉ martensit, thép cacbon, thép không gỉ duplex, thép austenit).

(Công thức αV ≈ 3α thường dùng cho chất rắn.)[4]

Vật liệuHệ số
giãn nở dài α
ở 20 °C
(10−6 K−1)
Hệ số
giãn nở thể tích αV
ở 20 °C
(10−6 K−1)
Ghi chú
Nhôm23,169
Nhôm nitrit5,34,2
Benzocyclobuten42126
Brass1957
Thép cacbon10,832,4
CFRP– 0,8[5]Bất đẳng hướngHướng của sợi cacbon
Bê tông1236
Đồng1751
Kim cương13
Ethanol250750[6]
Galli (III) arsenua5,817,4
Xăng317950[4]
Thủy tinh8,525,5
Thủy tinh borosilicat3,39,9
Thủy tinh Pyrex3,2[7]
Glycerin485[7]
Vàng1442
Heli36,65[7]
Indi phosphua4,613,8
Invar1,23,6
Sắt11,833,3
Kapton20[8]60DuPont Kapton 200EN
Chì2987
Macor9,3[9]
Magiê2678
Thủy ngân61182[7][10]
Molybden4,814,4
Niken1339
Gỗ sồi54[11]Vuông góc với hạt
Hoàng sam Douglas27[12]75Xuyên tâm
Hoàng sam Douglas45[12]Tiếp xúc
Hoàng sam Douglas3,5[12]Song song với hạt
Platin927
PP150450[cần dẫn nguồn]
PVC52156
Thạch anh (tổng hợp]])0,591,77
Thạch anh0,331
Cao suTranh cãi
Xa phia5,3[13]Song song với trục C, hay [001]
Silic cacbua2,77[14]8,31
Silic2,56[15]9
Bạc18[16]54
Sitall0±0,15[17]0±0,45Trung bình cho khoảng từ −60 °C tới 60 °C
Thép không gỉ10,1 ~ 17,351,9
Thép11,0 ~ 13,033,0 ~ 39,0Phụ thuộc vào thành phần
Titan8,626[18]
Vonfram4,513,5
Turpentin90[7]
Nước69207[10]
YbGaGe≐0≐0[19]Bị bác bỏ[20]
Zerodur≈0,02Ở 0...50 °C

Tài liệu tham khảo

WikiPedia: Độ giãn nở nhiệt http://www.corning.com/docs/specialtymaterials/pis... http://www.efunda.com/materials/common_matl/Common... http://books.google.com/?id=BMVR37-8Jh0C&pg=PA668 http://books.google.com/books?id=VaroJ5BNuZAC http://americas.kyocera.com/kicc/pdf/Kyocera%20Sap... http://www.matweb.com/search/datasheettext.aspx?ma... http://www.star-instruments.com/russian.html http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/tables/... http://adsabs.harvard.edu/abs/1982ZPhyB..48...17B http://adsabs.harvard.edu/abs/2003Natur.425..702S