激光干涉法測量材料線膨脹系數的實驗研究.pdf

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

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

3、和不銹鋼試樣實驗過程符合熱膨脹動態(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簡諧振動模型理論。、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驗。實驗結果表明，在緩慢加熱使試樣溫升和膨脹條件下的測量結果和采用分段加熱情況下測的結果相差在1％以內，表明單晶硅熱膨脹過程比較好的符合了熱膨脹的準簡諧振動模型理論。 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的裝置，為我國采用激光