Коэффициент линейного расширения твердых тел
Еще из школьного курса физики мы знаем, что при нагреве материалы расширяются, а при охлаждении сжимаются. А как понять, какая на самом деле разница в расширении различных материалов при нагреве? Для того, чтобы разобраться в этом, появилась наша статья, информация в которой была найдена из различных источников в сети Интернет:
ПЕРВЫЙ ИСТОЧНИК:
Коэффициент линейного расширения твердых тел (для температуры около 20оС)
| Вещество | α10-6K-1 | Вещество | α10-6K-1 |
| Алмаз | 0,91 | Лед (0т -10o до 0оС) | 50,7 |
| Алюминий | 22,9 | Магний | 25,1 |
| Бронза | 17,5 | Медь | 16,7 |
| Винипласт | 70 | Нейзильбер | 18,4 |
| Висмут | 13,4 | Никель | 13,4 |
| Вольфрам | 4,3 | Олово | 21,4 |
| Гранит | 8,3 | Платина | 8,9 |
| Дерево (вдоль волокон) | 2-6 | Платино-иридиевый сплав | 8,7 |
| Дерево(поперек волокон) | 50-60 | Свинец | 28,3 |
| Дюралюминий | 22,6 | Сталь углеродистая | 11,1-12,6 |
| Железо кованое | 11,9 | Сталь нержавеющая | 9,6-16,0 |
| Железо литое | 10,2 | Стекло обычное | 8,5 |
| Золото | 14,5 | Сталь пирекс | 3,0 |
| Инвар (36,1% Ni) | 0,9 | Углерод (графит) | 7,9 |
| Иридий | 6,5 | Фарфор | 3,0 |
| Кирпичная кладка | 5,5 | Цинк | 30,0 |
| Константан | 17,0 | Чугун | 10-12 |
| Латунь | 18,9 | Эбонит | 70 |
Коэффициент линейного теплового расширения твердых тел (для температуры в интервале 0...100оС)
| Вещество | α10-6K-1 | Вещество | α10-6K-1 |
| Алмаз | 1,3 | Нихром | 18 |
| Алюминий | 23,8 | Олово | 26,7 |
| Бетон | 12 | Платина | 9,0 |
| Бронза | 17,5 | Платиноиридиевый сплав (0,2 Ir) | 8,3 |
| Вольфрам | 4,5 | Полиамид (дедерон) | 110 |
| Высоколегированная сталь | 16,0 | Поливинилхлорид | 80 |
| Железо | 12,2 | Полистирол | 75 |
| Золото | 14,2 | Полиэтилен | 200 |
| Инвар | 1,5 | Свинец | 29,0 |
| Иридий | 6,5 | Серебро | 19,5 |
| Кадмий | 31,5 | Серый чугун | 10,0 |
| Кварцевое стекло | 0,6 | Сталь | 11,7 |
| Константан | 15,2 | Сталь высоколегированная | 16,0 |
| Латунь | 18,4 | Стекло (Иена 16III) | 8,1 |
| Марганец | 23 | Супрв-ниввр | 0,5 |
| Медь | 16,5 | Фарфор | 3,0 |
| Молибден | 5,2 | Хромистая сталь | 10,0 |
| Нейзильбер | 18,0 | Цинк | 29,0 |
| Никель | 13,0 | Электрон | 24,0 |
Коэффициент линейного расширения веществ при различных температурах
| Материал | 0 К | 40 К | 100 К | 200 К | 300 К |
| Алюминий | 0 | 1 | 11 | 19,5 | 23 |
| Медь | 0 | 1 | 9,5 | 15 | 17,5 |
| Сталь малоуглеродистая | 0 | 0,5 | 5 | 10 | 11,5 |
| Сталь нержавеющая | 0 | -0,2 | 8 | 13,5 | 16 |
| Титан | 0 | 0,5 | 4 | 7 | 8,5 |
| Фторопласт-4 | 0 | 35 | 55 | 95 | 282 |
| Стекло (пирекс) | 0 | -0,5 | 1,6 | 2,5 | 3,2 |
Источники:
Данилова Г. Н. и др. «Сборник задач и расчетов по теплопередаче». – М. -Л., Госторгиздат, 1961.br Н.И. Кошкин, М.Г. Ширкевич.
Справочник по элементарной физике // Издание девятое, М.: "Наука", 1982г.
Кухлинг Х. Справочник по физике: Пер. с нем. 2-е изд. - М.: Мир, 1985. - 250 с., ил.
СЛЕДУЮЩИЙ ИСТОЧНИК:
|
Материал
|
Коэффициент линейного теплового расширения
|
|
|
10-6 °С-1
|
10-6 °F-1
|
|
| ABS (акрилонитрил-бутадиен-стирол) термопласт | 73.8 | 41 |
| ABS - стекло, армированное волокнами | 30.4 | 17 |
| Акриловый материал, прессованный | 234 | 130 |
| Алмаз | 1.1 | 0.6 |
| Алмаз технический | 1.2 | 0.67 |
| Алюминий | 22.2 | 12.3 |
| Ацеталь | 106.5 | 59.2 |
| Ацеталь , армированный стекловолокном | 39.4 | 22 |
| Ацетат целлюлозы (CA) | 130 | 72.2 |
| Ацетат бутират целлюлозы (CAB) | 25.2 | 14 |
| Барий | 20.6 | 11.4 |
| Бериллий | 11.5 | 6.4 |
| Бериллиево-медный сплав (Cu 75, Be 25) | 16.7 | 9.3 |
| Бетон | 14.5 | 8.0 |
| Бетонные структуры | 9.8 | 5.5 |
| Бронза | 18.0 | 10.0 |
| Ванадий | 8 | 4.5 |
| Висмут | 13 | 7.3 |
| Вольфрам | 4.3 | 2.4 |
| Гадолиний | 9 | 5 |
| Гафний | 5.9 | 3.3 |
| Германий | 6.1 | 3.4 |
| Гольмий | 11.2 | 6.2 |
| Гранит | 7.9 | 4.4 |
| Графит, чистый | 7.9 | 4.4 |
| Диспрозий | 9.9 | 5.5 |
| Древесина, пихта, ель | 3.7 | 2.1 |
| Древесина дуба, параллельно волокнам | 4.9 | 2.7 |
| Древесина дуба , перпендикулярно волокнам | 5.4 | 3.0 |
| Древесина, сосна | 5 | 2.8 |
| Европий | 35 | 19.4 |
| Железо, чистое | 12.0 | 6.7 |
| Железо, литое | 10.4 | 5.9 |
| Железо, кованое | 11.3 | 6.3 |
| Золото | 14.2 | 8.2 |
| Известняк | 8 | 4.4 |
| Инвар (сплав железа с никелем) | 1.5 | 0.8 |
| Инконель (сплав) | 12.6 | 7.0 |
| Иридий | 6.4 | 3.6 |
| Иттербий | 26.3 | 14.6 |
| Иттрий | 10.6 | 5.9 |
| Кадмий | 30 | 16.8 |
| Калий | 83 | 46.1 - 46.4 |
| Кальций | 22.3 | 12.4 |
| Каменная кладка | 4.7 - 9.0 | 2.6 - 5.0 |
| Каучук, твердый | 77 | 42.8 |
| Кварц | 0.77 - 1.4 | 0.43 - 0.79 |
| Керамическая плитка (черепица) | 5.9 | 3.3 |
| Кирпич | 5.5 | 3.1 |
| Кобальт | 12 | 6.7 |
| Констанан (сплав) | 18.8 | 10.4 |
| Корунд, спеченный | 6.5 | 3.6 |
| Кремний | 5.1 | 2.8 |
| Лантан | 12.1 | 6.7 |
| Латунь | 18.7 | 10.4 |
| Лед | 51 | 28.3 |
| Литий | 46 | 25.6 |
| Литая стальная решетка | 10.8 | 6.0 |
| Лютеций | 9.9 | 5.5 |
| Литой лист из акрилового пластика | 81 | 45 |
| Магний | 25 | 14 |
| Марганец | 22 | 12.3 |
| Медноникелевый сплав 30% | 16.2 | 9 |
| Медь | 16.6 | 9.3 |
| Молибден | 5 | 2.8 |
| Монель-металл (никелево-медный сплав) | 13.5 | 7.5 |
| Мрамор | 5.5 - 14.1 | 3.1 - 7.9 |
| Мыльный камень (стеатит) | 8.5 | 4.7 |
| Мышьяк | 4.7 | 2.6 |
| Натрий | 70 | 39.1 |
| Нейлон, универсальный | 72 | 40 |
| Нейлон, Тип 11 (Type 11) | 100 | 55.6 |
| Нейлон, Тип 12 (Type 12) | 80.5 | 44.7 |
| Нейлон литой , Тип 6 (Type 6) | 85 | 47.2 |
| Нейлон, Тип 6/6 (Type 6/6), формовочный состав | 80 | 44.4 |
| Неодим | 9.6 | 5.3 |
| Никель | 13.0 | 7.2 |
| Ниобий (Columbium) | 7 | 3.9 |
| Нитрат целлюлозы (CN) | 100 | 55.6 |
| Окись алюминия | 5.4 | 3.0 |
| Олово | 23.4 | 13.0 |
| Осмий | 5 | 2.8 |
| Палладий | 11.8 | 6.6 |
| Песчаник | 11.6 | 6.5 |
| Платина | 9.0 | 5.0 |
| Плутоний | 54 | 30.2 |
| Полиалломер | 91.5 | 50.8 |
| Полиамид (PA) | 110 | 61.1 |
| Поливинилхлорид (PVC) | 50.4 | 28 |
| Поливинилденфторид (PVDF) | 127.8 | 71 |
| Поликарбонат (PC) | 70.2 | 39 |
| Поликарбонат - армированный стекловолокном | 21.5 | 12 |
| Полипропилен - армированный стекловолокном | 32 | 18 |
| Полистирол (PS) | 70 | 38.9 |
| Полисульфон (PSO) | 55.8 | 31 |
| Полиуретан (PUR), жесткий | 57.6 | 32 |
| Полифенилен - армированный стекловолокном | 35.8 | 20 |
| Полифенилен (PP), ненасыщенный | 90.5 | 50.3 |
| Полиэстер | 123.5 | 69 |
| Полиэстер, армированный стекловолокном | 25 | 14 |
| Полиэтилен (PE) | 200 | 111 |
| Полиэтилен - терефталий (PET) | 59.4 | 33 |
| Празеодимий | 6.7 | 3.7 |
| Припой 50 - 50 | 24.0 | 13.4 |
| Прометий | 11 | 6.1 |
| Рений | 6.7 | 3.7 |
| Родий | 8 | 4.5 |
| Рутений | 9.1 | 5.1 |
| Самарий | 12.7 | 7.1 |
| Свинец | 28.0 | 15.1 |
| Свинцово-оловянный сплав | 11.6 | 6.5 |
| Селен | 3.8 | 2.1 |
| Серебро | 19.5 | 10.7 |
| Скандий | 10.2 | 5.7 |
| Слюда | 3 | 1.7 |
| Сплав твердый (Hard alloy) K20 | 6 | 3.3 |
| Сплав хастелой (Hastelloy) C | 11.3 | 6.3 |
| Сталь | 13.0 | 7.3 |
| Сталь нержавеющая аустенитная (304) | 17.3 | 9.6 |
| Сталь нержавеющая аустенитная (310) | 14.4 | 8.0 |
| Сталь нержавеющая аустенитная (316) | 16.0 | 8.9 |
| Сталь нержавеющая ферритная (410) | 9.9 | 5.5 |
| Стекло витринное (зеркальное, листовое) | 9.0 | 5.0 |
| Стекло пирекс, пирекс | 4.0 | 2.2 |
| Стекло тугоплавкое | 5.9 | 3.3 |
| Строительный (известковый) раствор | 7.3 - 13.5 | 4.1-7.5 |
| Стронций | 22.5 | 12.5 |
| Сурьма | 10.4 | 5.8 |
| Таллий | 29.9 | 16.6 |
| Тантал | 6.5 | 3.6 |
| Теллур | 36.9 | 20.5 |
| Тербий | 10.3 | 5.7 |
| Титан | 8.6 | 4.8 |
| Торий | 12 | 6.7 |
| Тулий | 13.3 | 7.4 |
| Уран | 13.9 | 7.7 |
| Фарфор | 3.6-4.5 | 2.0-2.5 |
| Фенольно-альдегидный полимер без добавок | 80 | 44.4 |
| Фторэтилен пропилен (FEP) | 135 | 75 |
| Хлорированный поливинилхлорид (CPVC) | 66.6 | 37 |
| Хром | 6.2 | 3.4 |
| Цемент | 10.0 | 6.0 |
| Церий | 5.2 | 2.9 |
| Цинк | 29.7 | 16.5 |
| Цирконий | 5.7 | 3.2 |
| Шифер | 10.4 | 5.8 |
| Штукатурка | 16.4 | 9.2 |
| Эбонит | 76.6 | 42.8 |
| Эпоксидная смола , литая резина и незаполненные продукты из них | 55 | 31 |
| Эрбий | 12.2 | 6.8 |
| Этилен винилацетат (EVA) | 180 | 100 |
| Этилен и этилакрилат (EEA) | 205 | 113.9 |
| Эфир виниловый | 16 - 22 | 8.7 - 12 |
Примечание: источниками справочных данных являются публикации в Интернете, поэтому они не могут считаться «официальными» и «абсолютно точными». Как правило, в Интернет справочниках не приводятся ссылки на научные работы, являющиеся основой опубликованных данных. Мы стараемся брать информацию из наиболее надежных научных сайтов. Однако если кого-то интересуют ссылки на эксперименты, советуем произвести самостоятельно углубленный поиск в Интернете. Будем признательны за любые комментарии к нашим справочным таблицам, а особенно за уточнения существующей информации или дополнение справочных данных.
ТРЕТИЙ ИСТОЧНИК:
Коэффициенты теплового линейного расширения металлов и керамики + угля и графита
| Материал | Температурный диапазон применимости | 10-6/oF макс | 10-5/oC макс | 10-6/oF минимум | 10-5/oC минимум |
| Цинк и цинковые сплавы | От комнатной до 212-750° F = 100-390° C. | 19,3 | 10,8 | 3,5 | 1,9 |
| Свинец и свинцовые сплавы | От комнатной до 212-750° F = 100-390° C. | 16,3 | 14,4 | 2,9 | 2,6 |
| Магниевые сплавы | Только при комнатной температуре | 16 | 14 | 2,8 | 2,5 |
| Алюминий и алюминиевые сплавы | От комнатной до 212-750° F = 100-390° C. | 13,7 | 11,7 | 2,5 | 2,1 |
| Олово и оловянные сплавы | От комнатной до 212-750° F = 100-390° C. | 13 | - | 2,3 | - |
| Оловянные и алюминиевые латуни | От комнатной до 212-750° F = 100-390° C. | 11,8 | 10,3 | 2,1 | 1,8 |
| Нелегированные и свинцовые латуни | От комнатной до 212-750° F = 100-390° C. | 11,6 | 10 | 2,1 | 1,8 |
| Серебро | От комнатной до 212-750° F = 100-390° C. | 10,9 | - | 2,0 | - |
| Cr-Ni-Fe сплавы хром-никель-железо | От комнатной до 1000-1800° F = 540-980° C. | 10,5 | 9,2 | 1,9 | 1,7 |
| Нержавеющие стали высокотемпературные (литье) | От комнатной до 1000-1800° F = 540-980° C. | 10,5 | 6,4 | 1,9 | 1,1 |
| Чугуны качественные (литье) | От комнатной до 212-750° F = 100-390° C. | 10,4 | 6,6 | 1,9 | 1,2 |
| Нержавеющин стали (литье) | От комнатной до 1000-1800° F = 540-980° C. | 10,4 | 6,4 | 1,9 | 1,1 |
| Оловянные бронзы (литье) | От комнатной до 212-750° F = 100-390° C. | 10,3 | 10 | 1,8 | 1,8 |
| Нержавеющие стали аустенические | От комнатной до 212-750° F = 100-390° C. | 10,2 | 9 | 1,8 | 1,6 |
| Фосфор кремничтые бронзы | От комнатной до 212-750° F = 100-390° C. | 10,2 | 9,6 | 1,8 | 1,7 |
| Медь | От комнатной до 212-750° F = 100-390° C. | 9,8 | - | 1,8 | - |
| Сплавы на основе никеля, никелевые сплавы | От комнатной до 1000-1800° F = 540-980° C. | 9,8 | 7,7 | 1,8 | 1,4 |
| Алюминиевые бронзы (литье) | От комнатной до 212-750° F = 100-390° C. | 9,5 | 9 | 1,7 | 1,6 |
| Сплавы на основе кобальта, кобальтовые сплавы | От комнатной до 1000-1800° F = 540-980° C. | 9,4 | 6,8 | 1,7 | 1,2 |
| Бериллиевая бронза | От комнатной до 212-750° F = 100-390° C. | 9,3 | - | 1,7 | - |
| Медно-никелевые сплавы и серебро-никелевые сплавы | От комнатной до 212-750° F = 100-390° C. | 9,5 | 9 | 1,7 | 1,6 |
| Cr-Ni-Co-Fe Сплавы хром-никель кобальт-железо | От комнатной до 1000-1800° F = 540-980° C. | 9,1 | 8 | 1,6 | 1,4 |
| Углеродистые стали | От комнатной до 1000-1800° F = 540-980° C. | 8,6 | 6,3 | 1,5 | 1,1 |
| Безуглеродистые инструментальные стали | От комнатной до 1000-1800° F = 540-980° C. | 8,4 | 8,1 | 1,5 | 1,5 |
| Углеродистые стали (литье) | От комнатной до 1000-1800° F = 540-980° C. | 8,3 | 8 | 1,5 | 1,4 |
| Нержавеющие стали искусственно состаренные | От комнатной до 1000-1800° F = 540-980° C. | 8,2 | 5,5 | 1,5 | 1,0 |
| Золото | От комнатной до 212-750° F = 100-390° C. | 7,9 | - | 1,4 | - |
| Углеродистые стали высокотемпературные | От комнатной до 1000-1800° F = 540-980° C. | 7,9 | 6,3 | 1,4 | 1,1 |
| Сверхпрочные стали | От комнатной до 1000-1800° F = 540-980° C. | 7,6 | 5,7 | 1,4 | 1,0 |
| Ковкое железо | От комнатной до 212-750° F = 100-390° C. | 7,5 | 5,9 | 1,3 | 1,1 |
| Металлокерамика, Кабрид титана | От комнатной до 1000-1800° F = 540-980° C. | 7,5 | 4,3 | 1,3 | 0,8 |
| Чистое железо | От комнатной до 212-750° F = 100-390° C. | 7,4 | - | 1,3 | - |
| Титан и титановые сплавы | От комнатной до 1000-1800° F = 540-980° C. | 7,1 | 4,9 | 1,3 | 0,9 |
| Кобальт | От комнатной до 1000-1800° F = 540-980° C. | 6,8 | - | 1,2 | - |
| Нержавеющие стали мартенистые | От комнатной до 212-750° F = 100-390° C. | 6,5 | 5,5 | 1,2 | 1,0 |
| Азотированные стали | От комнатной до 1000-1800° F = 540-980° C. | 6,5 | - | 1,2 | - |
| Палладий | От комнатной до 212-750° F = 100-390° C. | 6,5 | - | 1,2 | - |
| Бериллий | Только при комнатной температуре. | 6,4 | - | 1,1 | - |
| Металлокерамика, Карбил хрома | От комнатной до 212-750° F = 100-390° C. | 6,3 | 5,8 | 1,1 | 1,0 |
| Торий | Только при комнатной температуре. | 6,2 | - | 1,1 | - |
| Нержавеющие стали ферритные | От комнатной до 212-750° F = 100-390° C. | 6 | 5,8 | 1,1 | 1,0 |
| Чугун серый | От комнатной до 212-750° F = 100-390° C. | 6 | - | 1,1 | - |
| Карбид бериллия | От комнатной до 1000-1800° F = 540-980° C. | 5,8 | - | 1,0 | - |
| Никелевые сплавы с низким коэффициентом теплового расширения | От комнатной до 212-750° F = 100-390° C. | 5,5 | 1,5 | 1,0 | 0,3 |
| Оксид бериллия | От комнатной до 2200-2875° F/1205-1580° C. | 5,3 | - | 0,9 | - |
| Металлокерамика на основе алюминия | От комнатной до 1000-1800° F = 540-980° C. | 5,2 | 4,7 | 0,9 | 0,8 |
| Молибдена дисилицид | От комнатной до 212-750° F = 100-390° C. | 5,1 | - | 0,9 | - |
| Рутений | Только при комнатной температуре. | 5,1 | - | 0,9 | - |
| Платина | От комнатной до 212-750° F = 100-390° C. | 4,9 | - | 0,9 | - |
| Ванадий | Только при комнатной температуре. | 4,8 | - | 0,9 | - |
| Родий | Только при комнатной температуре | 4,6 | - | 0,8 | - |
| Карбид тантала | От комнатной до 1000-1800° F= 540-980° C. | 4,6 | - | 0,8 | - |
| Нитрид бора | От комнатной до 1000-1800° F = 540-980° C. | 4,3 | - | 0,8 | - |
| Ниобий и ниобиевые сплавы | 4,1 | 3,8 | 0,7 | 0,68 | |
| Карбид титана | От комнатной до 1000-1800° F = 540-980° C. | 4,1 | - | 0,7 | - |
| Керамика стеатитовая | От комнатной до 212-750° F = 100-390° C. | 4 | 3,3 | 0,7 | 0,6 |
| Металлокерамика, карбид вольфрама | От комнатной до 212-750° F = 100-390° C. | 3,9 | 2,5 | 0,7 | 0,4 |
| Иридий | Только при комнатной температуре | 3,8 | - | 0,7 | - |
| Металлокерамика, алюмокерамика | От комнатной до 212-750° F = 100-390° C. | 3,7 | 3,1 | 0,7 | 0,6 |
| Карбид циркония | От комнатной до 1000-1800° F = 540-980° C. | 3,7 | - | 0,7 | - |
| Осмий и тантал | Только при комнатной температуре | 3,6 | - | 0,6 | - |
| Цирконий и циркониевые сплавы | Только при комнатной температуре | 3,6 | 3,1 | 0,6 | 0,55 |
| Гафний | Только при комнатной температуре | 3,4 | - | 0,6 | - |
| Цирконий | От комнатной до 2200-2875° F/1205-1580° C. | 3,1 | - | 0,6 | - |
| Молибден и молибденовые сплавы | 3,1 | 2,7 | 0,6 | 0,5 | |
| Карбид кремния | От комнатной до 2200-2875° F=1205-1580° C. | 2,4 | 2,2 | 0,4 | 0,39 |
| Вольфрам | Только при комнатной температуре | 2,2 | - | 0,4 | - |
| Керамика электротехническая | От комнатной до 212-750° F = 100-390° C. | 2 | - | 0,4 | - |
| Керамика циркониевая, силикатная | От комнатной до 212-750° F = 100-390° C. | 1,8 | 1,3 | 0,3 | 0,2 |
| Карбид бора | От комнатной до 2200-2875° F=1205-1580° C. | 1,7 | - | 0,3 | - |
| Уголь и графит | От комнатной до 212-750° F = 100-390° C. | 1,5 | 1,3 | 0,3 | 0,2 |
Теперь мы знаем разницу линейных расширений твердых тел и в случае каких-либо вопросов можно будет всегда обратиться к этим таблицам.
Спасибо нашим источникам!