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应用小站 | 因瓦合金的热膨胀测量

更新时间:2025-11-27点击次数:86



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 背景介绍   


工业应用中所使用的金属及合金,必须具备精确界定的物理性能与力学性能。为满足目标应用场景的要求并确保材料的长期稳定性,需对硬度、强度、热膨胀性、抗氧化性及耐腐蚀性等参数进行优化。由于纯金属往往无法满足所需性能要求,因此会通过添加半金属或非金属等其他元素将其制成合金。这合金体系能够对热物理性能和力学性能进行针对性调控,而助力研发适用于航空航天、汽车及电子行业应用场景的材料。

在这类材料的表征过程中,热膨胀法发挥着核心作用。它能够精确测定材料的线性热膨胀、烧结行为、相变过程以及软化或转变温度。这些参数对于评估金属与合金在实际工作条件下的尺寸稳定性和热性能至关重要。

借助林赛斯 DIL L75 激光膨胀仪,可对这些性能进行机械接触测量。该激光干涉系统的分辨率可达亚纳米级(低至 0.3 nm),即便对于因瓦合金或高温合金等膨胀系数极小的材料,也能提供高重复性的测量结果。这使得激光热膨胀法成为冶金研究、质量保证以及金属行业工艺开发领域中工具。


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 测量原理 

林赛斯 DIL L75 激光热膨胀仪采用激光干涉技术,以精度测定样品的热膨胀量及尺寸变化。样品垂直放置于真空且密封耐压的测量腔室内,并按照设定的加热或冷却程序进行温度处理。频率稳定的氦氖激光器会产生两束相干光束,这两束光束在迈克尔逊干涉仪中发生叠加。叠加后形成的干涉图样会随样品的热膨胀或收缩成比例变化,通过干涉信号的相位偏移,可实时测定样品的长度变化,整个过程无需机械接触。

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 案例分析

使用激光热膨胀仪在空气气氛中对因瓦合金样品进行了四次室温至210℃的测量。为评估重复性,将四次连续测试结果进行比对。如图所示,该系统展现出了优异的可重复性,误差仅为测量全量程的0.01%。这种非接触式测量原理,能消除传统推杆式系统中常见的摩擦、滞后或漂移等干扰因素,与传统推杆式热膨胀仪相比,该激光系统的重复性提升了33倍。除具备更高精度外,激光热膨胀仪无需基线校正或标准物质即可提供膨胀值。

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 总结 

热膨胀法在材料科学、陶瓷学、冶金学和聚合物研究领域中具有广泛作用。它能够在接近实际应用场景的热条件下,为材料尺寸稳定性表征、烧结动力学分析及工艺优化等提供可靠支持。林赛斯DIL L75 激光膨胀仪可在真空环境、惰性气氛、氧化气氛或还原气氛下,以及-180°C至1000°C的宽广温度范围内开展分析工作。其超高精度的非接触式测量技术非常适用于膨胀系数极低或表面敏感型的材料,是陶瓷、金属、聚合物及复合材料研究与质量控制领域的理想设备。



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