Współczynnik rozszerzalności liniowej granitu wynosi zwykle około 5,5-7,5x10 - ⁶/℃. Jednak w przypadku różnych rodzajów granitu jego współczynnik rozszerzalności może się nieznacznie różnić.
Granit charakteryzuje się dobrą stabilnością temperaturową, co przejawia się głównie w następujących aspektach:
Małe odkształcenie termiczne: ze względu na niski współczynnik rozszerzalności termicznej granitu jest stosunkowo niewielkie, gdy zmienia się temperatura. Pozwala to elementom granitowym zachować bardziej stabilny rozmiar i kształt w różnych środowiskach temperaturowych, co sprzyja zapewnieniu dokładności precyzyjnego sprzętu. Na przykład w przypadku precyzyjnych przyrządów pomiarowych, przy użyciu granitu jako podstawy lub stołu roboczego, nawet jeśli temperatura otoczenia ma pewne wahania, odkształcenie termiczne można kontrolować w małym zakresie, aby zapewnić dokładność wyników pomiaru.
Dobra odporność na szok termiczny: Granit może wytrzymać pewien stopień szybkich zmian temperatury bez widocznych pęknięć lub uszkodzeń. Dzieje się tak, ponieważ ma dobrą przewodność cieplną i pojemność cieplną, co pozwala mu szybko i równomiernie przenosić ciepło, gdy zmienia się temperatura, zmniejszając wewnętrzne naprężenie cieplne. Na przykład w niektórych środowiskach produkcji przemysłowej, gdy sprzęt nagle zaczyna lub przestaje działać, temperatura zmienia się szybko, a elementy granitowe mogą lepiej dostosować się do tego szoku termicznego i utrzymać stabilność swojej wydajności.
Dobra długoterminowa stabilność: Po długim okresie naturalnego starzenia i działania geologicznego, wewnętrzne naprężenie granitu zostało zasadniczo uwolnione, a struktura jest stabilna. W procesie długotrwałego użytkowania, nawet po wielokrotnych zmianach cyklu temperaturowego, jego wewnętrzna struktura nie jest łatwa do zmiany, może nadal utrzymywać dobrą stabilność temperaturową, zapewniając niezawodne wsparcie dla sprzętu o wysokiej precyzji.
W porównaniu z innymi powszechnie stosowanymi materiałami, stabilność termiczna granitu jest na wyższym poziomie. Poniżej przedstawiono porównanie granitu z materiałami metalowymi, ceramicznymi i kompozytowymi pod względem stabilności termicznej:
W porównaniu z materiałami metalowymi:
Współczynnik rozszerzalności cieplnej ogólnych materiałów metalowych jest stosunkowo duży. Na przykład współczynnik rozszerzalności liniowej zwykłej stali węglowej wynosi około 10-12x10 - ⁶/℃, a współczynnik rozszerzalności liniowej stopu aluminium wynosi około 20-25x10 - ⁶/℃, co jest znacznie wyższe niż w przypadku granitu. Oznacza to, że gdy zmienia się temperatura, rozmiar materiału metalowego zmienia się znaczniej bardziej i łatwo jest wytworzyć większe naprężenia wewnętrzne z powodu rozszerzalności cieplnej i kurczenia się na zimno, co wpływa na jego dokładność i stabilność. Rozmiar granitu zmienia się mniej, gdy temperatura ulega wahaniom, co może lepiej zachować pierwotny kształt i dokładność. Przewodność cieplna materiałów metalowych jest zwykle wysoka, a w procesie szybkiego nagrzewania lub chłodzenia ciepło będzie szybko przewodzone, co spowoduje dużą różnicę temperatur między wnętrzem a powierzchnią materiału, co spowoduje naprężenie cieplne. Z kolei przewodność cieplna granitu jest niska, a przewodzenie ciepła jest stosunkowo powolne, co w pewnym stopniu może złagodzić powstawanie naprężeń cieplnych i zapewnić lepszą stabilność termiczną.
W porównaniu z materiałami ceramicznymi:
Współczynnik rozszerzalności cieplnej niektórych wysokowydajnych materiałów ceramicznych może być bardzo niski, takich jak ceramika azotku krzemu, której współczynnik rozszerzalności liniowej wynosi około 2,5-3,5x10 - ⁶/℃, co jest wartością niższą niż granitu i ma pewne zalety w zakresie stabilności termicznej. Jednak materiały ceramiczne są zwykle kruche, odporność na szok termiczny jest stosunkowo słaba, a pęknięcia lub nawet pęknięcia łatwo występują, gdy temperatura gwałtownie się zmienia. Chociaż współczynnik rozszerzalności cieplnej granitu jest nieco wyższy niż niektórych specjalnych materiałów ceramicznych, ma on dobrą wytrzymałość i odporność na szok termiczny, może wytrzymać pewien stopień mutacji temperaturowej, w praktycznych zastosowaniach, w przypadku większości środowisk bez ekstremalnych zmian temperatury, stabilność termiczna granitu może spełnić wymagania, a jego wszechstronna wydajność jest bardziej zrównoważona, koszt jest stosunkowo niski.
W porównaniu z materiałami kompozytowymi:
Niektóre zaawansowane materiały kompozytowe mogą osiągnąć niski współczynnik rozszerzalności cieplnej i dobrą stabilność termiczną dzięki rozsądnemu projektowi połączenia włókna i matrycy. Na przykład współczynnik rozszerzalności cieplnej kompozytów wzmacnianych włóknem węglowym można dostosować do kierunku i zawartości włókna i może on osiągnąć bardzo niskie wartości w niektórych kierunkach. Jednak proces przygotowania materiałów kompozytowych jest skomplikowany, a koszt wysoki. Jako materiał naturalny granit nie wymaga złożonego procesu przygotowania, a koszt jest stosunkowo niski. Chociaż może nie być tak dobry jak niektóre wysokiej klasy materiały kompozytowe pod względem niektórych wskaźników stabilności termicznej, ma zalety pod względem wydajności kosztowej, dlatego jest szeroko stosowany w wielu konwencjonalnych zastosowaniach, które mają pewne wymagania dotyczące stabilności termicznej. W jakich branżach są używane komponenty granitowe, stabilność temperaturowa jest kluczowym czynnikiem? Podaj konkretne dane testowe lub przypadki stabilności termicznej granitu. Jakie są różnice między różnymi typami stabilności termicznej granitu?
Czas publikacji: 28-03-2025