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热膨胀仪的原理和注意事项
热膨胀通常是指外压强不变的情况下，大多数物质在温度升高时，其体积增大，温度降低时体积缩小。又由于固体、液体和气体分子运动的平均动能大小不同，因而从热膨胀的宏观现象来看亦有显著的区别。膨胀系数是为表征物体受热时，其长度、面积、体积变化的程度，而引入的物理量。它是线膨胀系数、面膨胀系数和体膨胀系数的总称。热膨胀是表征材料物理性能的重要特征量。了解和研究材料的热膨胀性能是工程设计、材料研究及其应用领域中不可缺少的部分。近几年，世界各国对材料的热膨胀测试方法进行了大量研究(如瞬态法、干涉法和顶杆法等)，并设计了大量测量装置(如激光干涉膨胀仪、顶杆膨胀仪、衍射膨胀装置和显微膨胀装置等)。目前，热膨胀仪已广泛应用到金属、耐火材料、玻璃和陶瓷等各个领域。热膨胀仪使用的注意事项：　　1.使用过程中必须打开吹扫气，常温测量时使用氮气，低温测量时使用氦气；　　　　2.试样不能接触到炉体内的温度传感器；　　　　3.初次使用者必须在管理人员的指导下完成测量；　　　　4.更换冷却介质（液氮）时，首先应释放容器中的压力；　　　　5.测试过程中避免碰撞试验台；　　　6.拷贝数据时必须使用空U盘；　　　　7.支架易碎，小心使用。&
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陶瓷线性热膨胀仪---XPY
一、概述&&&&& XPY陶瓷线性热膨胀仪是用于测定陶瓷，耐火材料以及其它固态材料的线性热膨胀系数，&&该仪器适用陶瓷砖标准,GB/T6线性热膨胀的测定标准。为工厂技术检验部门中间检测陶瓷及耐火材料制品的质量和科研教学单位提供测试手段。&
& &也适合GB/T对玻璃平均线热膨胀系数的测定。&二、陶瓷线性热膨胀仪技术参数
1、试验炉温：室温--1000℃。
2、升温速度：0-20度/分任意可调。
3&升温速度：0-20度/分可调，微电脑程序控温，控温精度&±1℃。
4、测定变形范围：±5mm。
5、位移传感器灵敏度0.1um，测量精度0.5&um,&自动校正量程。
6、自动计算补偿系数并自动补偿，也可人工修正。
7、可放置试样尺寸：Ф5～15×50mm、10×10×50mm，方形圆形样品均可。&
8、电源：220V，2KW。
7、连计算机自动控温、记录、存储、打印数椐，打印温度-膨胀系数曲线。所有试验操作均由计算机界面完成，并提供全套软件。
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发布日期：主题：【讨论】热机械分析仪TMA和热膨胀测试仪都可以测量热膨胀系数，这两者有什么区别呢？
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上海依阳实业
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发表于： 16:43:48
热机械分析仪（Thermal Mechanical Analysis）的一个重要功能是可以进行热膨胀系数测量，而专门进行热膨胀系数测量的仪器是热膨胀测试仪，这两者有什么区别呢？欢迎大家讨论，甚至可以做一些这两种仪器的对比测试，看看到底差别在什么地方，以便在实际测试中选择合适的测试方法和测试仪器。
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样品尺寸大小不一样。
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以前用过几次耐驰的DIL，与TMA所适用的测试对象还是颇有些区别。1、 测试力不同： TMA可以设置很小的预加载力，0.001N~1~2N，可以测试一些硬度比较小的材料，比如塑料、PCB之类。DIL最小力值大约0.25N（最大力未知，请了解的版友提供），力值较大，适合测试陶瓷、金属之类硬度高而且在测量温度范围硬度变化不大的材料（熔点、软化点测试除外）。2、 样品形状大小：DIL采用水平式炉子和推杆，适合测试柱状样品（如果是1mm左右的片状样品，估计样品宽度要求大约在1cm左右才能放置好）。样品长度有两种，0~25mm、0~50mm。TMA一般是直立式炉子，样品要求直径小于10mm，厚度或高度小于26mm（TA Q400型TMA。Netzsch的是30mm）。3、均温性能:& TMA炉内样品高度附近，不同位置温度应该也有较大的差异（就我以前的一些测试情况，MT的表现较好），但因为很少用来做大尺寸的样品，所以不大在意。DIL样品一般比较长，实验完毕后很明显的看到样品一端原色一端变色，温度均匀性好差的样子。不过当时用的仪器是00年购置的老型号，听说之后的新产品都增加了均温装置，加热方式也变了，炉子内部温度均匀性有了很大的改善。4、线性温度控制： 用DIL做过几次10℃/min的测试，T-t曲线线性较差，温度基本是呈弧线上去的。TMA的升温线性就好得多，实验起始1~2min基本就稳定了。
上海依阳实业
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二楼说的非常详细，提到了很多测试中遇到的问题，这些问题在热膨胀测试估计是普遍存在的现象，在这儿针对这些问题再补充以下几点：（1）有关测试力的问题。无论是试样的卧式结构还是立式结构，在测试过程中被测试样始终处于无外力作用的状态下，但顶杆式位移测量都存在或多或少的加载力。因此，目前出现了完全不接触式的光学热膨胀仪。（2）试样大小问题。一般来说，热膨胀仪的试样尺寸比TMA的试样尺寸要长。选择长试样是为了更好的提高测量精度，毕竟试样越长，试样热膨胀位移量越大，越易于测量准确。（3）均温区问题：TMA加热试样是一个长度不超过150mm左右的加热炉，而热膨胀仪的加热炉均温区长度一般都比较长，加热炉的尺寸也大。这些都是为了保证无论多长试样都能处于加热均匀区内，因为试样温度不均匀对热膨胀测试的影响非常大。（4）温度变化控制问题：这是一个典型的操作问题，任何热膨胀仪和TMA都具有定点和线性升温的控制程序。实际上，为了保证测量准确性，往往是要求线性升温速度越低越好，有时候甚至要求进行台阶式升温。一般热膨胀升温速度应该不超过5℃/min。根据我们的测试经验，TMA测试热膨胀的精度要远不如专门的热膨胀仪，但在薄膜和纤维的热膨胀系数测试中TMA中可以发挥作用。TMA测试热膨胀精度差的主要原因有：（1）位移传感器温漂问题：在热膨胀仪和TMA中，普遍都采用了差动变压器或光栅式数字位移计来测量顶杆的位移。这些位移传感器跟其他所有电子器件一样都存在温漂现象，一般热膨胀仪都设计了恒温腔和恒温水浴来消除温漂现象，而一般的TMA则没有这种配套装置。（2）试样尺寸：TMA的小试样尺寸也限制了测量准确度。试想，对于50mm毫米长试样，与20mm毫米长试样比较，采用相同的位移传感器进行测量，那个试样的热膨胀系数测量精度高？肯定是50mm长的试样更高。（3）试样支架：试样支架的结构形式是这两种热膨胀测量装置的最大区别。专门的热膨胀仪试样支架设计和制造采用的抵消原理，就是抵消掉测试顶杆热膨胀的影响。而TMA一般不会采用这种设计结构。这是影响影响测量精度的最重要因素。
peterlinlin
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原文由 上海依阳实业(SH103383) 发表:二楼说的非常详细，提到了很多测试中遇到的问题，这些问题在热膨胀测试估计是普遍存在的现象，在这儿针对这些问题再补充以下几点：（1）有关测试力的问题。无论是试样的卧式结构还是立式结构，在测试过程中被测试样始终处于无外力作用的状态下，但顶杆式位移测量都存在或多或少的加载力。因此，目前出现了完全不接触式的光学热膨胀仪。（2）试样大小问题。一般来说，热膨胀仪的试样尺寸比TMA的试样尺寸要长。选择长试样是为了更好的提高测量精度，毕竟试样越长，试样热膨胀位移量越大，越易于测量准确。（3）均温区问题：TMA加热试样是一个长度不超过150mm左右的加热炉，而热膨胀仪的加热炉均温区长度一般都比较长，加热炉的尺寸也大。这些都是为了保证无论多长试样都能处于加热均匀区内，因为试样温度不均匀对热膨胀测试的影响非常大。（4）温度变化控制问题：这是一个典型的操作问题，任何热膨胀仪和TMA都具有定点和线性升温的控制程序。实际上，为了保证测量准确性，往往是要求线性升温速度越低越好，有时候甚至要求进行台阶式升温。一般热膨胀升温速度应该不超过5℃/min。根据我们的测试经验，TMA测试热膨胀的精度要远不如专门的热膨胀仪，但在薄膜和纤维的热膨胀系数测试中TMA中可以发挥作用。TMA测试热膨胀精度差的主要原因有：（1）位移传感器温漂问题：在热膨胀仪和TMA中，普遍都采用了差动变压器或光栅式数字位移计来测量顶杆的位移。这些位移传感器跟其他所有电子器件一样都存在温漂现象，一般热膨胀仪都设计了恒温腔和恒温水浴来消除温漂现象，而一般的TMA则没有这种配套装置。（2）试样尺寸：TMA的小试样尺寸也限制了测量准确度。试想，对于50mm毫米长试样，与20mm毫米长试样比较，采用相同的位移传感器进行测量，那个试样的热膨胀系数测量精度高？肯定是50mm长的试样更高。（3）试样支架：试样支架的结构形式是这两种热膨胀测量装置的最大区别。专门的热膨胀仪试样支架设计和制造采用的抵消原理，就是抵消掉测试顶杆热膨胀的影响。而TMA一般不会采用这种设计结构。这是影响影响测量精度的最重要因素。 我不同意以上的说法，不管是在控温上还是在测量精度上，TMA不可能比膨胀仪差。相反我觉得对于温度要求不高的测试来说，TMA精度和准确度更高。1。接触力的问题确实要考虑，因此，对接触力的准确控制，是获得准确热膨胀数据的关键。大部分膨胀仪并不具备这个功能，反而TMA更擅长于这一点。2。理论上是试样大，那相对误差小，但是你也要看仪器自身的分辨率和样品自身的膨胀量。对于一些膨胀仪厂商，动不动就说自己的膨胀仪分辨率是0.1 纳米,大家可以想象下这个是什么概念，0.1纳米就是一个氢原子的直径，膨胀仪的分辨率竟然能达到氢原子的级别，显然是吹牛的。3。膨胀仪自身顶杆以及系统引入的误差，光靠所谓的一根杆进行所谓的抵消，太搞笑了。请问，是哪个因素被抵消了？如何抵消的？ 如果可以抵消，干么还要做标样。。。。TA有一款差分的，可以抵消到部分由于杆引入的误差，但是人家也是说要用标样做校正啊。。。我个人认为TMA的优点很明显，但是它的弱点也有，比如说，不能放入过大尺寸的样品，不能做太高的温度（比如1500度以上），不满足部分标准的测试需求（尤其是标明用顶杆式测量膨胀的国标或者其他标准），在其他方面，ＴＭＡ的优点绝对有的。
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"分辨率是0.1 纳米"的确值得怀疑，更何况仪器信号的噪音有多大？
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对于导热不是太好的样品，究竟是样品温度不匀引起的测试误差大？还是样品尺度大小形成的误差大？
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原文由 KK-yiqi(zhengkang) 发表:"分辨率是0.1 纳米"的确值得怀疑，更何况仪器信号的噪音有多大？ 好像光栅尺分辨十几纳米是行的膨胀仪_中国百科网
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