Строим печи колпаковой системы Кузнецова И.В. различного функционального назначения!



Коэффициент линейного расширения твердых тел

Однажды я задался вопросом, вот мы постоянно говорим о разных расширениях материалов, а какая на самом деле разница в расширении этих материалов? На сколько всё это критично и при какой температуре???

С этим вопросом я решил разобраться и пробежавшись по некоторым сайтам, нашел следующие таблицы расширения различных твёрдых тел:

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 мы всегда можем обратиться к этим таблицам.

Спасибо нашим источникам! :)