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陶瓷材料平均線膨脹系數(shù)測量方法
試驗設(shè)備
所用試驗設(shè)備是通常的機械式熱膨脹儀,可選用合適的商業(yè)化設(shè)備,但要滿足下列要求:
a)位移測量儀器的輸出線性度為標稱位移范圍的0.5%;
b)位移測量儀器處于溫度能控制在±0.5℃的環(huán)境中;
c)在以最大2℃·min-1速率升溫或降溫時,試樣的溫度均勻性應(yīng)在±5℃;
d)在24h內(nèi),位移測量儀器的輸出應(yīng)穩(wěn)定在試樣長度的0.01%內(nèi),位移的分辨率至少為試樣長度的0.005%;
e)測量溫度為800 ℃以下時,試樣槽和推桿材料為石英玻璃或高純氧化鋁瓷,對于更高的溫度應(yīng)使用高純氧化鋁瓷;
f)記錄試樣溫度的熱電偶的精度應(yīng)高于±0.5℃。
測量儀器只有達到上述參數(shù)才能保證線熱膨脹系數(shù)的測定精度在100 ℃的溫度間隔內(nèi)優(yōu)于±0.5×10-6K-1。通常采用兩類設(shè)備:一類是單試樣直接測量設(shè)備;二是差示測量設(shè)備,即測量被測試樣和參考試樣長度變化差。
試樣
試樣長度滿足試驗設(shè)備要求,也能滿足溫度均勻性要求,為圓棒或方棒,至少應(yīng)準備兩根。為了使升溫和降溫過程中熱滯最小,應(yīng)優(yōu)先選用截面積在30 mm2以下的試樣。如果試樣截面積大于此值,在報告中應(yīng)加以說明。試樣的兩端形狀應(yīng)與設(shè)備相匹配,即加工成平頭與圓頭推桿相匹配﹐或加工成圓頭與平頭推桿相匹配。試樣的長度應(yīng)與用來校正設(shè)備的參考試樣的長度相近似,或與差示方法中所用的參考比較試樣的長度相近似。
試驗方法
在測試前,設(shè)備應(yīng)用適當(dāng)?shù)姆椒ㄐU热缬脴藴试嚇有U?。按?guī)定定期、或在設(shè)備發(fā)生變化、或懷疑高溫部件損壞時,對設(shè)備進行校正。
放入試樣,以升溫和降溫速率不超過2℃·min-1的速度,至少進行三次升溫和降溫循環(huán),并記錄表觀線熱膨脹。試樣長度應(yīng)近似于參考樣的長度,熱循環(huán)設(shè)定的最高溫度至少應(yīng)比測定線膨脹系數(shù)的溫度高20 ℃。
線熱膨脹系數(shù)測定的的溫度范圍為30 ℃~300 ℃,30 ℃~600 ℃,30 ℃~1000 ℃,或經(jīng)協(xié)商同意,選用其他任何測量范圍。
結(jié)果計算

平均線膨脹系數(shù)