激光干涉法測量材料線膨脹系數(shù)的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)代科技實(shí)力的競爭更表現(xiàn)為科技綜合能力的競爭。熱膨脹在各項(xiàng)科學(xué)研究中處于重要的基礎(chǔ)地位，是科學(xué)研究和創(chuàng)新的基礎(chǔ)，越來越受到國家的重視。本文是在國家“十五”重大科研專項(xiàng)“重要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究”課題----“建立我國材料熱物性測量標(biāo)準(zhǔn)體系“的支持下，在中國計(jì)量科學(xué)研究院參與完成的。本文主要對激光干涉法測量材料線膨脹系數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)方法及熱膨脹理論模型作了理論和實(shí)驗(yàn)研究。在中國計(jì)量科學(xué)研究院設(shè)計(jì)和初步建立的激光干涉法材料線膨脹

2、系數(shù)測量裝置的基礎(chǔ)上改進(jìn)完善該裝置，最終實(shí)現(xiàn)了從240K到1200K范圍的測量。 分溫區(qū)對NIST提供的材料SRM731、SRM738和單晶硅進(jìn)行了線膨脹系數(shù)測量，并把測量結(jié)果進(jìn)行了對比。對測量結(jié)果進(jìn)行了不確定度分析，并對測量結(jié)果的主要影響因素做了實(shí)驗(yàn)測試，不確定度分析結(jié)果為相對合成擴(kuò)展不確定度為3.4×10<'-2>，說明測量結(jié)果準(zhǔn)確可信。 實(shí)驗(yàn)過程采用分段加熱，以比較快的速度把試樣加熱到設(shè)定溫度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明硼硅酸鹽

3、和不銹鋼試樣實(shí)驗(yàn)過程符合熱膨脹動(dòng)態(tài)過程理論，單晶硅在同樣的加熱速度下仍符合熱膨脹的準(zhǔn)簡諧振動(dòng)模型理論。、用單晶硅作為試樣，采用緩慢加熱方式使試樣的溫升和膨脹同步實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在緩慢加熱使試樣溫升和膨脹條件下的測量結(jié)果和采用分段加熱情況下測的結(jié)果相差在1％以內(nèi)，表明單晶硅熱膨脹過程比較好的符合了熱膨脹的準(zhǔn)簡諧振動(dòng)模型理論。 通過該課題的研究，建立了一套溫度測量范圍寬，測量精度高的基于絕對法測量線膨脹系數(shù)的裝置，為我國采用激光