热膨胀系数干涉仪测量检测

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2025-08-27  

本文围绕热膨胀系数干涉仪测量检测展开,涵盖检测项目、范围、标准及仪器等核心内容。重点阐述通过干涉法精确测量材料在温度变化下的尺寸变化特性,涉及线膨胀系数、各向异性膨胀等关键参数测定,适用于多类材料及制品的热性能评估。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

线膨胀系数:测定材料在指定温度范围内的线尺寸相对变化率,适用于各向同性材料。检测参数:温度范围-50℃~800℃,温度精度±0.5℃,长度测量精度1×10⁻⁸m。

体膨胀系数:计算材料体积随温度变化的相对变化量,用于三维尺寸敏感型制品评估。检测参数:温度范围-100℃~1000℃,体积测量精度2×10⁻⁷m³/m³,温变速率0.1℃/min~10℃/min。

各向异性膨胀特性:分析材料在不同方向上的线膨胀系数差异,适用于层状或晶体取向材料。检测参数:方向角度分辨率5°,各向异性度测量精度±2%,温度区间-200℃~600℃。

高温膨胀行为:研究材料在接近熔点或使用温度上限时的膨胀规律,评估高温稳定性。检测参数:最高温度1600℃,高温段测量精度±1×10⁻⁷m,持续保温时间≥2小时。

低温收缩率:测定材料在液氮或更低温度下的线性收缩量,用于低温环境应用材料筛选。检测参数:最低温度-269℃(液氦环境),收缩率测量精度±0.1%,降温速率≤5℃/min。

热膨胀滞后效应:量化材料在升温与降温过程中膨胀曲线的差异,反映内部应力释放特性。检测参数:循环次数≥5次,滞后量测量精度±5×10⁻⁸m,温度循环范围-100℃~500℃。

多组分材料膨胀匹配性:评估复合材料中各组元膨胀系数的一致性,防止界面失效。检测参数:组元数量≤5种,匹配误差计算精度±3%,温度区间-50℃~300℃。

涂层与基材膨胀协调性:分析涂层与基底材料在温度变化中的膨胀适配程度,预防涂层开裂。检测参数:涂层厚度0.01mm~5mm,协调指数计算精度±0.05,温度范围-100℃~400℃。

循环热冲击膨胀变形:测量材料在快速温度交替下的累积膨胀变形量,评估抗热震性能。检测参数:温度冲击速率≥10℃/s,循环次数100次~1000次,变形量测量精度±2×10⁻⁶m。

辐射环境下的膨胀特性:研究材料在高能辐射(如γ射线、中子辐照)作用后的膨胀系数变化,用于核工业材料检测。检测参数:辐射剂量1×10¹⁵Gy~1×10¹⁸Gy,辐射后膨胀系数测量精度±5%,温度范围25℃~300℃。

检测范围

金属材料:包括钢、铝及铝合金、铜合金等,用于结构件、导热材料的热膨胀特性评估。

陶瓷材料:氧化铝、氮化硅、碳化硅等,适用于高温陶瓷制品、电子陶瓷的热稳定性分析。

高分子聚合物:环氧树脂、聚碳酸酯、聚乙烯等,用于塑料零件、复合材料的热变形评估。

复合材料:碳纤维增强树脂(CFRP)、玻璃纤维增强塑料(GFRP)、陶瓷基复合材料(CMC)等,分析多相材料的热匹配性。

半导体材料:单晶硅片、砷化镓晶圆、碳化硅衬底等,评估半导体器件封装中的热应力影响。

光学元件:透镜、棱镜、光学玻璃等,用于精密光学系统的热致变形检测。

建筑材料:普通混凝土、高性能混凝土、平板玻璃等,分析建筑结构的温度应力和热胀冷缩效应。

电子封装材料:环氧模塑料(EMC)、散热基板、导热胶等,评估芯片封装中的热机械可靠性。

涂层材料:防腐涂层、导电涂层、导热涂层等,检测涂层与基材的膨胀协调性。

航空发动机部件:涡轮叶片、燃烧室衬套、密封环等,用于高温合金构件的热膨胀性能验证。

检测标准

ASTME228-2017:金属材料线膨胀系数的标准测试方法(顶杆法)。

ISO11359-2:2019:塑料.差示扫描量热法(DSC).第2部分:玻璃化转变温度的测定(涉及热膨胀关联参数)。

GB/T3075-2008:金属材料.线膨胀系数的测定.石英膨胀计法。

JISR1618:2011:精细陶瓷.线热膨胀系数的测定.顶杆法。

DIN51045-10:2005:无机材料的热分析.热膨胀的测定.第10部分:顶杆法的应用。

ASTMD696-2016:塑料线性热膨胀系数的标准测试方法。

ISO7991:1987:玻璃.线热膨胀系数的测定.方法A(顶杆法)和方法B(干涉法)。

GB/T1036-2008:塑料线性热膨胀系数的测定。

JISK7197-1999:塑料.热机械分析(TMA)的测定方法.第3部分:线膨胀系数的测定。

DINEN13501-1:2018:建筑产品和构件的火灾分类.第1部分:用火灾试验反应数据进行分类(涉及热膨胀相关参数)。

检测仪器

激光干涉热膨胀测量仪:基于迈克尔逊干涉原理,通过激光干涉条纹变化精确测量样品长度变化,测量精度可达1×10⁻⁹m,支持-196℃至1200℃温区。

高低温环境控制箱:配备高精度温控系统和均匀温场发生装置,可提供-196℃(液氮)至1200℃(电阻加热)的温度范围,温控精度±0.1℃,用于模拟不同温度环境下的膨胀测试。

红外非接触测温系统:采用红外热像仪与高灵敏度探测器,实现样品表面温度的非接触测量,温度分辨率0.1℃,响应时间≤10ms,配合膨胀测量同步获取温度数据。

数字图像采集与分析系统:通过高分辨率CCD相机实时捕捉样品表面的干涉条纹或标记点位移,结合图像处理算法计算微小长度变化,位移分辨率可达0.1μm。

真空/惰性气体保护腔室:内置真空泵和气体循环系统,可抽真空至1×10⁻³Pa或在腔室内充入氩气、氮气等惰性气体,排除空气对流和氧化对高温测试的干扰,适用于1000℃以上高温膨胀测量。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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