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热膨胀系数CTE对温度的影响

热膨胀系数 CTE   Coefficient thermal expansion     
物体由于温度改变而有膨胀与收缩的现象。其变化能力在等压条件下，单位温度变化所导致的体积变化，即称为热膨胀系数。 

热膨胀系数分为：体积膨胀系数β、线膨胀系数热α。 
体积膨胀系数β=ΔV/(V*ΔT）       线膨胀系数α=ΔL/(L*ΔT)， 
式中：  ΔV：为所给温度变化ΔT下物体体积的改变       V：为初始体积
        ΔL：为所给温度变化ΔT下物体长度的改变       L：为初始长度。 
严格说来，上式只是温度变化范围不大时的微分定义式的差分近似。
准确定义要求ΔV与ΔT无限微小，这也意味着，热膨胀系数在较大的温度区间内通常不是常量。 
温度变化不是很大时，α就成了常量，利用它，可以把固体和液体体积膨胀表示如下： Vt=V0(1+3αΔT)
而对理想固体(铁)：Vt=V0(1+0.000366ΔT)； 
而对理想液体(水)：Vt=V0(1+0.000208ΔT)； 
而对理想气体：  Vt=V0(1+0.00367ΔT)； 
Vt、V0分别为物体末态和初态的体积。

所以理想气体的热膨胀系数是理想液体的18倍＝0.00367/0.000208

线膨胀系数：
对于可近似看做一维的物体，长度就是衡量其体积的决定因素，这时的热膨胀系数可简化定义为：单位温度改变下长度的增加量与的原长度的比值。 

体膨胀系数：
对于三维的具有各向异性的物质，有线膨胀系数和体膨胀系数之分。
如石墨结构具有显着的各向异性，因而石墨纤维线膨胀系数也呈现出各向异性，表现为平行于层面方向的热膨胀系数远小于垂直于层面方向。 
宏观热膨胀系数与各轴向膨胀系数的关系式有多个，普遍认可的有
Mrozowski算式： 
           α=Aαc+(1-A)αa   
αa,αc分别为a轴和c轴方向的热膨胀率，A被称为“结构端面”参数。

各种金属的线性膨胀系数： 测定温度条件及单位：20℃，10×-6 /℃
金属名称 元素符号 线性热膨胀系数 金属名称 元素符号 线性热膨胀系数
铍 Be 12.3 铝 Al 23.2
锑 Sb 10.5 铅 Pb 29.3
铜 Cu 17.5 镉 Cd 41.0
铬 Cr 6.2 铁 Fe 12.2
锗 Ge 6.0 金 Au 14.2
铱 Ir 6.5 镁 Mg 26.0
锰 Mn 23.0 钼 Mo 5.2
镍 Ni 13.0 铂 Pt 9.0
银 Ag 19.5 锡 Sn 2.0

液体的体积膨胀系数：  测定温度条件：20℃，单位：1/℃
汞（水银） 0.00018 二甲苯        0.00085
水 0.000208 汽油 0.00095
丙三醇（甘油） 0.00050 松节油          0.00100
浓硫酸 0.00055 煤油 0.00100
乙二醇 0.00057 甲苯  0.00108
苯胺 0.00085 乙酸          0.00110
乙醇（酒精） 0.00109 溴 0.00110
正辛烷          0.00114 四氯化碳   0.00122
三氯乙烯   0.00117 正庚烷     0.00124
甲醇 0.00118 二硫化碳 0.00119
苯 0.00125 氯仿 0.00127
乙酸乙酯 0.00138 丙酮 0.00143
乙醚 0.00160    
 
碱石灰玻璃体积膨胀系数25.5×10−6/°C
高硼硅玻璃体积膨胀系数9.9×10−6/°C
Teflon砝码体积膨胀系数124×10−6/°C。
不锈钢砝码体积膨胀系数 51.9×10−6/°C

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