材料的微觀結構顯微組構的熱膨脹檢測實驗顯微鏡

  顯然，材料的微觀結構、顯微組織和組分無疑是影響熱膨
脹系數(shù)的主要因素。

  因此，熱膨脹系數(shù)是用來動態(tài)觀察結構相變和微裂紋擴張
及愈合動態(tài)變化的重要手段。氣孔對熱膨脹系數(shù)的影響，很大
程度上決定于氣孔在材料中的分布狀態(tài)，而氣孔率的大小則影
響不大。

  熱膨脹系數(shù)不僅受到材料鍵強度而且受到結合鍵的類型影
響。純粹由共價鍵或離子鍵形成的品體，通常具有較小的熱膨
脹系數(shù)，以范氏力結合的分子晶體，其熱膨脹系數(shù)比較大。

  物質的熱膨脹通常由兩種不同的原因引起的：一種是由于
鍵的長度增加，原子或者離子趨于遠離；另一種是鍵的長度雖
無變化，但鍵的方向發(fā)生了變化。鍵角的較小變化將引起較大
的熱膨脹。真正的離子鍵，在結構上是沒有方向性的，而共價
鍵有特定的方向。材料的膨脹系數(shù)的另一個重要特點是既有正
值，也可為零值、負值，即零膨脹和負膨脹。膨脹系數(shù)的各向
異性不僅在單晶體中，而且在由熱壓制備的或者層狀復合材料
中廣泛存在，特別是拉伸的有機膜，不同方向的膨脹系數(shù)相差
很大，甚至相差幾十倍。這對材料的應力計算和結構設計至關
重要。

  表征物體受熱時長度或體積變化的熱膨脹系數(shù)，是材料的
重要熱物理性質之一。

  對于那些處于溫度變化條件下使用的結構材料，熱膨脹系
數(shù)不僅是材料的重要使用性能，而且是進行結構設計的關鍵參
數(shù)。

  材料的熱膨脹性能還與材料抗熱振的能力、熱應力分布和
大小密切相關。此外，通過對材料熱膨脹曲線的測定，還可進
行材料相變、微裂紋的愈合和擴展等基礎理論的研究。

  對于具有結構較簡單的離子晶體材料，與實驗結果比較吻
合，但對于結構復雜或者非離子晶體材料，與實驗結果有較大
偏差，主要原因是結構復雜的材料鍵角較易改變，且缺乏預期
變化的方法，此外，復雜結構材料的鍵型也各不相同。

  同類型結構的材料往往具有相似的熱膨脹行為和相近的熱
膨脹系數(shù)。
  大多數(shù)材料在高溫下熱膨脹系數(shù)會連續(xù)地增大，因為隨著
溫度升高，點陣空位的形成和增加對鍵強度的影響所致。

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