不同类型的热膨胀系数测试仪原理上有什么差异？

不同类型的热膨胀系数测试仪原理上有什么差异？

热膨胀系数测试仪是材料科学领域中重要的测量工具，用于评估材料在温度变化时的尺寸变化特性。不同类型的测试仪采用不同的工作原理，以满足各种材料测试需求。本文将详细介绍接触式、非接触式和其他类型的热膨胀系数测试仪的工作原理及其差异。

接触式

• 顶杆式：采用机械测量原理，将试样一端固定，另一端与顶杆接触，试样、支持器和顶杆同时加热，试样与这些部件的热膨胀差值被顶杆传递出来，由电感位移计等传感器测量。

• 应变计式：利用应变计将工程构件上的应变，即尺寸变化转换成为电阻变化，通过测量电阻变化来计算材料的热膨胀系数。

• 电容式：利用电容效应，当样品与传感器间的距离改变时，会改变电容值，通过测量电容值的变化来获取待测对象细微的尺寸变化，进而计算热膨胀系数。

非接触式

• 激光干涉法：基于光的干涉现象，如迈克尔逊干涉仪，激光光束通过分光镜分为两束，分别沿不同路径传播并最终汇合，产生干涉条纹。通过观察干涉条纹的变化测量光程的变化，进而计算出材料的微小位移或尺寸变化，以此得出热膨胀系数。

• 望远镜直读法：用双筒望远镜直接观察炉内高温下试样膨胀的变化值，目镜上的测微计直接测量试样伸长量，通过计算得到线膨胀系数。

• X 射线法：通过测量材料在加热前后的晶格常数变化来计算热膨胀系数。X 射线照射到材料上，根据衍射图样分析晶格间距等参数的变化，从而得出材料在不同温度下的热膨胀情况。

• 光学法：除激光干涉法外，还有其他基于光学原理的方法，如利用光学显微镜或其他光学测量设备，直接观察和测量样品在受热过程中的尺寸变化。

其他类型

• 热机械分析法（TMA）：以一定的加热速率加热试样，使试样在恒定的较小负荷下随温度升高发生形变，测量试样温度 - 形变曲线，通过对曲线的分析得到材料的热膨胀系数等信息。