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在热膨胀系数测试过程中,加热速率是一个重要试验设置参数,加热速率的设置直接影响热膨胀系数测量的准确性。一般来说,加热速率越小,热膨胀系数测量的准确性越高,但相应的整个测试过程时间就会很长。因此,在实际热膨胀系数测试过程中,针对不同被测材料样品,选择合理的加热速率则显着非常重要,从而实现既能保证测量的准确性,又能缩短整个测试过程时间。 一直以来,加热速率对热膨胀系数测试结果的影响只是一个公认的常识,很少看到有专项研究对这种影响进行系统性考核试验和报道。如Jankula等人的研究中[1],仅展示了不同加热速率会使相对热膨胀曲线之间产生偏移,如图1所示。即在较高加热速率下,温度在整个样品中的分布并不均匀,因此可以观察到相对膨胀的一些延迟。这种不同加热速率所带来的延迟效应在热分析测试中非常典型,可以在差热分析、热重分析和其他热分析技术中找到,但这种延迟性描述和表征并不直观,特别是在热膨胀系数测试中并不能直观描述加热速率的影响。[align=center] [img=,690,378]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002081406107187_3969_3384_3.png!w690x378.jpg[/img][/align][align=center][color=#990000]图1 不同升温速率下砖坯样品的相对热膨胀变化曲线:2.5℃/分钟(灰色)和10℃/分钟(黑色)[/color][/align] 为了更直接和直观的描述加热速率对热膨胀系数测量的影响,Dulucheanu等人开展了这方面的专项研究[2],具体的实验条件如下: (1)热膨胀仪:德国NETZSCH公司Expedis DIL 402-SUPREME膨胀仪; (2)样品材料:铁素体-马氏体结构双相钢; (3)样品尺寸:圆柱形样品,直径5mm,高度25mm; (4)加热温度范围:30~980℃; (5)测试温度范围:30~700℃; (6)加热速率:1、3、5、10和30℃/min; (7)试验气氛:氮气,流速100ml/min; (8)样品负载:200mN。 在加热速率为3℃/min时,得到如图2所示的相对热膨胀曲线,并由此可计算得到30~100℃、30~200℃、30~300℃、30~400℃、30~500℃、30~600℃和30~700℃的平均线膨胀系数。[align=center][color=#990000][img=,690,466]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002081407341483_4829_3384_3.png!w690x466.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图2 膨胀曲线和线性热膨胀系数(CTE),温度范围为30~700℃,加热速率为3℃/分钟[/color][/align] 分别采用不同加热速率进行测试,得到相应的平均线膨胀系数测试结果,数值形式如表1所示,曲线形式如图3所示。[align=center][color=#990000]表1 不同加热速率下的平均线膨胀系数测试结果[/color][/align][align=center][color=#990000][img=,690,139]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002081408072713_661_3384_3.png!w690x139.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000][img=,690,504]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002081408542587_2405_3384_3.png!w690x504.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图3 平均线性热膨胀系数(CTE)随加热速率和温度范围的变化[/color][/align] 从这个直观的系列性验证试验可以看出,由于被测样品材料的内部结构和热物理性能,加热速率会对热膨胀系数测试结果产生明显影响,加热速率这一试验参数的选择不当会造成热膨胀系数测量误差极大。因此,在实际测试过程中,要根据被测材料结构和热物理性能,选择合理的加热速率。[b][color=#990000]参考文献[/color][/b] [1] Jankula M, Š íN P, PODOBA R, et al. Typical problems in push-rod dilatometry analysis[J]. Epitoanyag-Journal of Silicate Based & Composite Materials, 2013, 65(1) [2] C. Dulucheanu, T. Severin, M. Bă eș u, The Influence of Heating Rate on the Coefficient of Linear Thermal Expansion of a 0.087% C and 0.511% Mn Steel, TEHNOMUS.[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]
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膨胀罐的主要分类有哪几种,对于这一个问题,南京捷登流体设备有限公司的小编通过文章介绍膨胀罐的类型,让客户更好的了解产品。结构膨胀罐有哪几种分类膨胀罐—由罐体、气囊、进/出水口及补气口四部份组成。罐体一般为碳钢材质,外面是防锈烤漆层;气囊为EPDM环保橡胶;气囊与罐体之间的预充气体出厂时已充好,无需自己加气。原理膨胀罐的工作原理:当外界有压力的水进入膨胀罐气囊内时,密封在罐内的氮气被压缩,根据波义耳气体定律,气体受到压缩后体积变小压力升高,直到膨胀罐内气体压力与水的压力达到一致时停止进水。当水流失压力减低时膨胀罐内气体压力大于水的压力,此时气体膨胀将气囊内的水挤出补到系统。分类膨胀罐分为气囊式和隔膜式两种,前者在使用的过程中水与罐体内壁完全不接触,所以杜绝了生锈和水质的二次污染,是2010年至今市场上的主流产品,无论国内还是国外大部分都是采用气囊式;隔膜式膨胀罐是早期第一代的产品,工作时有一半的罐体内壁直接与水接触,容易锈蚀,严重影响其使用寿命,隔膜式膨胀罐已经淡出市场。