金属线热膨胀系数测定.docVIP

实验序号：　3　　　　　　　实验项目名称：金属线热膨胀系数测定 一、实验目的及要求 了解千分表膨胀仪的结构和原理。 测出试样在升温过程中的伸长量-温度曲线，并计算线人膨胀系数。 研究金属类型、合金成分、热经历等对金属线热膨胀系数的影响情况。 分析金属热膨胀系数变化的内在原因 二、实验设备（环境）及要求 实验仪器：热膨胀仪、紫铜棒、铝棒、钢棒、不同成分的铜合金棒、切割机、打磨机、游标卡尺、热处理炉、砂纸、抛光机、origin软件等。 本实验所用的是千分表膨胀仪，其示意图见下图。 刚性小圆柱试样4装在石英载管5中，后者被固定在支架上。试样4的上端面垂直树立着一支用细石英棒作的顶杆2。石英顶杆的上端顶着千分表1的探头。千分表被固定在支架上，在炉子7的上端与支架之间置一冷水套6，以免支架受热变形。当炉温升高时，石英管及试样将发生膨胀，千分表随之偏转，给出试样的膨胀量、载管的膨胀量、各个温度下顶杆与载管膨胀量的差值（可经较真得出）、支架的膨胀量。但在实验中，由于支架下面加了冷却水套，石英膨胀量非常小，样品又都处于炉子的均温区，故忽略载管的膨胀量、载管与顶杆的膨胀量的差值、支架的膨胀量。所以，公式（3）中的 A(t)项也忽略，根据公式（1）计算各个温度区间的热膨胀系数。 三、实验内容与步骤 试样加工，包括切割和研磨，精确测量试样的长度，使其与试样套管相等。 安装试样。 接好电路，把仪器调整好。 设定升温速率，升温时应注意保持升温速度的均匀性，注意升温必须是单向的，即在全部升温过程中没有降温再升温的情况。 送冷水，开始升温。 读数：从室温开始，每升温5℃，读一次伸长量ΔL，直至规定温度。 升至规定温度后，不加热，炉子由冷水冷却。当炉温降至200℃时停水，停水前不能离开。 实验做完后停电降温，恢复实验装置原状。 计算热膨胀系数。 绘制热膨胀系数-温度曲线。 四、实验结果与数据处理 试样 温度（℃） △L a 五、分析与讨论 1、对于一种材料来说，线膨胀系数是否一定是一个常数？ 一种材料在不同温度区段，其线膨胀系数是不同的，但在温度变化不大的范围内是一个常数。 2、引起线膨胀系数测量误差的主要原因是什么？ 主要是△L的测量误差和计算误差。