應(yīng)用小站 | 因瓦合金的熱膨脹測量

更新時(shí)間：2025-11-27

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背景介紹

工業(yè)應(yīng)用中所使用的金屬及合金，必須具備精確界定的物理性能與力學(xué)性能。為滿足目標(biāo)應(yīng)用場景的要求并確保材料的長期穩(wěn)定性，需對(duì)硬度、強(qiáng)度、熱膨脹性、抗氧化性及耐腐蝕性等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。由于純金屬往往無法滿足所需的性能要求，因此會(huì)通過添加半金屬或非金屬等其他元素將其制成合金。這類合金體系能夠?qū)嵛锢硇阅芎土W(xué)性能進(jìn)行針對(duì)性調(diào)控，進(jìn)而助力研發(fā)適用于航空航天、汽車及電子行業(yè)應(yīng)用場景的材料。

在這類材料的表征過程中，熱膨脹法發(fā)揮著核心作用。它能夠精確測定材料的線性熱膨脹、燒結(jié)行為、相變過程以及軟化或轉(zhuǎn)變溫度。這些參數(shù)對(duì)于評(píng)估金屬與合金在實(shí)際工作條件下的尺寸穩(wěn)定性和熱性能至關(guān)重要。

借助林賽斯 DIL L75 激光熱膨脹儀，可對(duì)這些性能進(jìn)行非機(jī)械接觸式測量。該激光干涉系統(tǒng)的分辨率可達(dá)亞納米級(jí)（低至 0.3 nm），即便對(duì)于因瓦合金或高溫合金等膨脹系數(shù)極小的材料，也能提供高重復(fù)性的測量結(jié)果。這使得激光熱膨脹法成為冶金研究、質(zhì)量保證以及金屬行業(yè)工藝開發(fā)領(lǐng)域中工具。

測量原理

林賽斯 DIL L75 激光熱膨脹儀采用激光干涉技術(shù)，以精度測定樣品的熱膨脹量及尺寸變化。樣品垂直放置于真空且密封耐壓的測量腔室內(nèi)，并按照設(shè)定的加熱或冷卻程序進(jìn)行溫度處理。頻率穩(wěn)定的氦氖激光器會(huì)產(chǎn)生兩束相干光束，這兩束光束在邁克爾遜干涉儀中發(fā)生疊加。疊加后形成的干涉圖樣會(huì)隨樣品的熱膨脹或收縮成比例變化，通過干涉信號(hào)的相位偏移，可實(shí)時(shí)測定樣品的長度變化，整個(gè)過程無需機(jī)械接觸。

案例分析

使用激光熱膨脹儀在空氣氣氛中對(duì)因瓦合金樣品進(jìn)行了四次室溫至210℃的測量。為評(píng)估重復(fù)性，將四次連續(xù)測試結(jié)果進(jìn)行比對(duì)。如圖所示，該系統(tǒng)展現(xiàn)出了優(yōu)異的可重復(fù)性，誤差僅為測量全量程的0.01%。這種非接觸式測量原理，能消除傳統(tǒng)推桿式系統(tǒng)中常見的摩擦、滯后或漂移等干擾因素，與傳統(tǒng)推桿式熱膨脹儀相比，該激光系統(tǒng)的重復(fù)性提升了33倍。除具備更高精度外，激光熱膨脹儀無需基線校正或標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)即可提供膨脹值。

總結(jié)

熱膨脹法在材料科學(xué)、陶瓷學(xué)、冶金學(xué)和聚合物研究領(lǐng)域中具有廣泛作用。它能夠在接近實(shí)際應(yīng)用場景的熱條件下，為材料尺寸穩(wěn)定性表征、燒結(jié)動(dòng)力學(xué)分析及工藝優(yōu)化等提供可靠支持。林賽斯DIL L75 激光膨脹儀可在真空環(huán)境、惰性氣氛、氧化氣氛或還原氣氛下，以及-180°C至1000°C的寬廣溫度范圍內(nèi)開展分析工作。其超高精度的非接觸式測量技術(shù)非常適用于膨脹系數(shù)極低或表面敏感型的材料，是陶瓷、金屬、聚合物及復(fù)合材料研究與質(zhì)量控制領(lǐng)域的理想設(shè)備。