ТЕРМИЧЕСКИЙ КОЭФФИЦИЕНТ ЛИНЕЙНОГО РАСШИРЕНИЯ
|
(11.37) |
Термическим коэффициентом линейного расширения называю увеличение линейных размеров тела при нагревании на 1 К (а, К-1 Он зависит от строения кристаллической решетки и сил связи между атомами, молекулами или ионами. Типичная величина а оксидов с плотной упаковкой при комнатной температуре составляет (6-^8) • 10~б К-1 и возрастает при повышении температуры до (Ю-т-15) • 10~б К-1- У силикатов а значительно ниже, например у кварцевого стекла 0,5-10~б К-1. Объемное расширение тела р при нагревании на 1 К примерно в три раза больше линейного:
Это соотношение справедливо для аморфных тел и кристаллов с кубической решеткой.
У анизотропных кристаллов величина а в различных направленнях различна, что существенно влияет на свойства кристалличе-, ских тел. ,
|
І- |
Ниже приведен Термический коэффициент линейного расширения некоторых оксидных кристаллов при комнатной температуре
6,к-
_L оси И оси х оси II оси
А1,03 ..................... 8,3 9 ТЮ2 ...... 6,8 8,3
3au03-2Si02 . . 4,5 5,7 ZrSi04 .................................................. 3,7 6,2
А12ТІ05.................. -2,6 |11,5 MgO....................................... 13,52 -
С повышением температуры анизотропия а уменьшается (кристалл становится более симметричным). Наиболее анизотропны по а материалы слоистого строения — графит, слюды. У сильно анизотропных веществ значение а в одном из направлений может быть отрицательным. Такие материалы используют как противопригарные (кордиерит, алюмосиликаты лития и др.).
У многофазных материалов среднее значение а может быть определено по формуле
_ «х К fi/pi Кг /Ур2 +' • • XaiKi Ft/Pi
Аср" KlFl/p1 + K, F2/p2 + --- ZKtFi! Pl ' 1 ;
Где Кг — коэффициент всестороннего сжатия, Ki = E/[3(1—2ц)]; Е — модуль упругости; р. — коэффициент Пуассона1; Fi — массовая доля фазы і (в долях единицы); pj — плотность фазы, г/см3.
Поры не влияют на а, если непрерывной средой являются твердые фазы. Если материал состоит из слабо связанных частиц и не-, прерывной средой являются поры, то величина а зависит от размера частиц, степени их сцепления и анизотропии.
