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热膨胀系数测定

检测项目

热膨胀性能:

  • 平均线膨胀系数:α(×10^-6/K)、温度范围(-100°Cto1000°C,参照ASTME228)
  • 膨胀率变化:瞬时dL/dT、线性膨胀率(精度±0.1%)
温度依赖性:
  • CTE温度稳定性:转折点温度(°C)、Δα/ΔT(梯度变化)
  • 热循环后漂移:Δα≤0.5×10^-6/K(循环次数≥100)
各向异性分析:
  • 方向性膨胀差异:纵向CTE、横向CTE(差值≥5%)
  • 晶粒取向影响:晶界膨胀系数(参照ISO11359)
残余应力评估:
  • 热诱导应力:应力值(MPa)、松弛率(%/°C)
  • 尺寸恢复:永久变形量(μm,≤10μm)
相变检测:
  • 临界相变温度:T_c(°C)、体积变化率(ΔV/V)
  • 相变膨胀系数:α_phase(×10^-6/K)
热循环疲劳:
  • 循环寿命:N≥1000次
  • CTE衰减:Δα衰减率(%/100循环)
材料兼容性:
  • CTE匹配差值:|α1-α2|(≤2×10^-6/K)
  • 界面应力计算:应力峰值(MPa)
尺寸稳定性:
  • 热老化后变形:漂移量(μm)、稳定性指数
  • 环境漂移:湿度影响系数(dα/dRH)
热传导相关:
  • 热扩散率关联:CTE-热导率相关性(R²≥0.9)
  • 温度梯度响应:局部膨胀系数(精度±1%)
环境适应性:
  • 氧化后变化:CTE偏移(Δα,参照GB/T4339)
  • 腐蚀影响:膨胀率变化率(%/h)

检测范围

1.结构金属材料:涵盖钢铁、铝合金等,检测重点为高温应用下的膨胀稳定性与热应力耐受性

2.半导体材料:硅晶片、砷化镓基板,检测重点为微米级CTE精度与温度均匀性

3.陶瓷材料:氧化铝、氮化硅陶瓷,检测重点为热震抗性及各向异性膨胀

4.聚合物材料:工程塑料、橡胶制品,检测重点为低温膨胀行为与可逆变形

5.复合材料:碳纤维增强塑料、层压材料,检测重点为纤维方向性CTE差异与界面匹配

6.玻璃材料:光学玻璃、硼硅酸盐玻璃,检测重点为热膨胀均匀性与转折点分析

7.电子封装材料:PCB基板、芯片封装体,检测重点为热匹配性及微型尺寸变化

8.建筑材料:混凝土、耐火砖,检测重点为温度梯度下的膨胀累积与开裂风险

9.航空航天合金:钛合金、镍基高温合金,检测重点为宽温域(-196°C至1200°C)CTE稳定性

10.生物医学材料:植入物合金、生物陶瓷,检测重点为体液环境下的膨胀行为与长期耐久性

检测方法

国际标准:

  • ASTME228-22线性热膨胀系数测定(温度速率0.5°C/min)
  • ISO11359-2:2021塑料热膨胀系数测定(方法差异:使用TMA技术)
  • DIN51045-1:2018陶瓷膨胀测试(真空环境要求)
国家标准:
  • GB/T4339-2022金属材料热膨胀系数(方法差异:采用静态法,对比ASTM动态法)
  • JISR3252:2019玻璃膨胀系数测定(方法差异:温度上限较低)
  • KSLISO7991:2020复合材料膨胀测试(方法差异:样品尺寸规范)

检测设备

1.热膨胀仪:NETZSCHDIL402PC(温度范围-150°Cto1600°C,分辨率0.01μm)

2.激光干涉膨胀计:KEYENCELK-G5000(测量精度±0.02μm,非接触式)

3.热机械分析仪:PerkinElmerPyris1TMA(载荷范围0.01Nto2N,应变检测)

4.高温膨胀炉:CARBOLITEGeroHTR1800(最高温度1800°C,气氛控制)

5.低温膨胀系统:LINSEISL75(低温至-196°C,真空环境)

6.等温膨胀测量仪:TAInstrumentsQ400(恒温精度±0.1°C)

7.应变数据采集系统:VishayMicro-Measurements(应变计精度±0.5με,多点采集)

8.环境控制箱:ESPECSH-242(温湿度范围-70°Cto180°C,RH10%to98%)

9.真空膨胀系统:EdwardsRV12(真空度<10^-3mbar,防止氧化)

10.光学显微镜热台:LinkamTHMS600(原位观察,最高温度600°C)

11.差示扫描量热仪:METTLERTOLEDODSC3(相变关联检测,灵敏度0.1μW)

12.数据记录仪:NationalInstrumentsUSB-6363(采样率1MS/s,同步温度控制)

13.校准标准装置:NIST可溯源标准棒(膨胀系数参考值,不确定度±0.05×10^-6/K)

14.循环温度控制系统:JulaboF32(温度循环速率5°C/min,低温-80°C)

15.高温光学膨胀计:MitutoyoABSOLUTE(激光扫描分辨率0.1μm,非破坏性)

北京中科光析科学技术研究所【简称:中析研究所】

报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期:7~15工作日,可加急。

资质:旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试:支持定制化试验方案。

售后:报告终身可查,工程师1v1服务。

热膨胀系数测定
其他检测

中析研究所可进行各种检测分析服务,包括不限于:标准试验,非标检测,分析测试,认证设计,产品验收,质量内控,矢量分析,内部控制,司法鉴定等。可出具合法合规、具有公信力的第三方检测报告。