I. principe de fonctionnement
L'appareil de détermination du coefficient de dilatation thermique calcule les propriétés de dilatation thermique d'un matériau en mesurant ses variations dimensionnelles lorsque la température varie. Son principe de base est basé sur l'effet de dilatation thermique du matériau: lorsque la température augmente, les vibrations du point de masse interne du matériau s'intensifient et l'espacement moyen augmente, ce qui entraîne une expansion du volume ou de la longueur. L'instrument capte les variations de longueur de l'échantillon en temps réel à l'aide d'un capteur de déplacement de haute précision, acquiert des données de température en combinaison avec un module de contrôle de la température et calcule finalement le coefficient de dilatation thermique (alpha) à partir de la formule α = (L - l₀) / (l₀ × Δt), où l₀ est la longueur initiale, l la longueur après la variation de température et Δt la quantité de variation de température.
II. Analyse de la structure de base
Système de mesure de déplacement
Type de capteur: utilisant un interféromètre laser ou un capteur de déplacement inductif, la précision peut atteindre l'ordre du micron. L'interféromètre laser calcule le déplacement par la différence de trajet optique réfléchie, et l'inductiomètre détecte les variations de déplacement en utilisant le mouvement relatif du noyau avec la bobine.
Rôle: surveiller les changements de longueur de l'échantillon en temps réel pour assurer la précision des données.
Système de contrôle de la température
Élément chauffant: fil résistif ou radiateur au disiliciure de molybdène, associé au système de refroidissement à l'azote liquide, pour atteindre un large contrôle de la zone de température de la température ambiante à 1650 ℃.
Méthode de contrôle de la température: le Contrôleur de température PID combine la rétroaction du thermocouple pour assurer l'uniformité de la température (± 0,1 ℃) et éviter les erreurs de mesure causées par une surchauffe locale.
Mécanisme de support et d'entraînement d'échantillon
Structure de type poussoir: l'échantillon est placé dans un four de chauffage, la poussée du poussoir lors de l'expansion crée un déplacement et le capteur convertit le déplacement en signal électrique.
Conception verticale / horizontale: la structure verticale convient aux échantillons qui se contractent plus que se dilatent (par exemple, la céramique), évitant la séparation de l'échantillon du support; La structure horizontale convient aux essais de matériaux de routine.
Système de contrôle du vide et de l'atmosphère
Système de vide: composé d'une pompe en ligne, d'une pompe de diffusion, il assure la pureté de l'environnement de mesure et empêche l'oxydation.
Contrôle de l'atmosphère: prend en charge les gaz inertes (tels que l'azote, l'argon) ou les environnements sous vide, s'adapte aux différents besoins de test de matériaux.
Analyse des données et systèmes de contrôle
Fonctions logicielles: logiciel d'analyse basé sur le système Windows pour le contrôle de mesure entièrement automatisé, l'enregistrement des données, la cartographie des courbes et le calcul du coefficient de dilatation thermique.
Protection de sécurité: avec la surveillance du débit d'eau de refroidissement, la protection interlock à quatre niveaux contre la surchauffe du corps du four et d'autres fonctions, assurez - vous que l'équipement fonctionne en toute sécurité.
Iii. Application et avantages
L'appareil de détermination du coefficient de dilatation thermique est largement utilisé dans les métaux, les céramiques, les matériaux macromoléculaires et d'autres domaines, il peut mesurer le coefficient de dilatation thermique linéaire, la température de transition vitreuse, la température de changement de phase et d'autres paramètres. Ses méthodes de mesure sans contact, haute résolution et absolue (sans correction) améliorent considérablement la précision et l'efficacité des tests, fournissant un support de données critiques pour la recherche et le développement de matériaux et le contrôle de la qualité.