刚玉的特性及在仪表的应用

刚玉的特性及在仪表的应用

绝大多数物质都具有“热胀冷缩”的特性，这是由于物质内部分子热运动加剧或减弱造成的。这个性质在工程结构的设计中，在机械和仪器的制造中，在材料的加工（如焊接）中，都应考虑到。否则，将影响结构的稳定性和仪器的精度。考虑失当，甚至会造成工程的损毁，仪表的失灵，以及加工焊接中的缺陷和失败等。而我们只有了解这种特性才能更好的去使用材料。

物体的体积或长度随温度的升高而增大的现象称为热膨胀。热膨胀系数是材料的主要物理性质之一，它是衡量材料的热稳定性好坏的一个重要指标。因此，材料的热膨胀系数具有重要的意义。

1 刚玉的热性能

热膨胀系数的意义有：

（1）提高材料的热稳定性：降低材料的线膨胀系数，提高材料的热稳定性，提高材料的使用安全性。

（2）提高材料的强度：如果层状物由两种材料迭置连接而成，则温度变化时，由于两种材料膨胀值不同，若仍连接在一起，体系中要采用一中间膨胀值，从而使一种材料中产生压应力而另一种材料中产生大小相等的张应力，恰当地利用这个特性，可以增加制品的强度。

（3）焊接或熔接：当两种不同的材料彼此焊接或熔接时，都要求二种材料具备相近的膨胀系数。如果选择材料的膨胀系数相差比较大，焊接时由于膨胀的速度不同，在焊接处产生应力，降低了材料的机械强度和气密性，严重时会导致焊接处脱落、炸裂、漏气或漏油。

（4）合理使用材料：影响工件的精度，精密量具、零件、仪表、机器等，应选用线膨胀系数小的材料，以避免在不同的温度下使用影响其精度；机械加工和装配中也应考虑材料的热膨胀性，以保证构件尺寸的准确性。

1.1 材料的热膨胀系数

材料的体积或长度随温度的升高而增大的现象称为热膨胀。热膨胀通常用热膨胀系数表示。

（1）体积膨胀系数（αV）：相当于温度升高1℃时物体体积的相对增大值。

由于总有内能存在，物质的每个粒子都在振动。当物质受热时，由于温度升高，每个粒子的热能增大，导致振幅也随之增大，由（非简谐）力相互结合的两个原子之间的距离也随之增大，物质就发生膨胀。物质的热膨胀是由非简谐（非