Коефициентът на линейно разширение на гранита обикновено е около 5,5-7,5x10⁶/℃. Въпреки това, при различните видове гранит, коефициентът на разширение може да е малко по-различен.
Гранитът има добра температурна стабилност, която се отразява главно в следните аспекти:
Малка термична деформация: поради ниския си коефициент на разширение, термичната деформация на гранита е сравнително малка при промяна на температурата. Това позволява на гранитните компоненти да поддържат по-стабилен размер и форма при различни температурни среди, което е благоприятно за осигуряване на точността на прецизното оборудване. Например, при високопрецизни измервателни инструменти, използването на гранит като основа или работна маса, дори ако температурата на околната среда има определени колебания, термичната деформация може да се контролира в малък диапазон, за да се гарантира точността на резултатите от измерването.
Добра устойчивост на термичен шок: Гранитът може да издържи на бързи температурни промени в определена степен без видими пукнатини или повреди. Това е така, защото има добра топлопроводимост и топлинен капацитет, които позволяват бързо и равномерно предаване на топлината при промяна на температурата, намалявайки концентрацията на вътрешно термично напрежение. Например, в някои промишлени производствени среди, когато оборудването внезапно се стартира или спре да работи, температурата се променя бързо и гранитните компоненти могат по-добре да се адаптират към този термичен шок и да запазят стабилността на работата си.
Добра дългосрочна стабилност: След дълъг период на естествено стареене и геоложки действия, вътрешното напрежение на гранита е основно освободено и структурата е стабилна. При дългосрочна употреба, дори след многократни температурни циклични промени, вътрешната му структура не се променя лесно, може да продължи да поддържа добра температурна стабилност, осигурявайки надеждна поддръжка за високопрецизно оборудване.
В сравнение с други често срещани материали, термичната стабилност на гранита е на по-високо ниво. Следва сравнение между гранит и метални материали, керамични материали и композитни материали по отношение на термичната стабилност:
В сравнение с металните материали:
Коефициентът на термично разширение на обикновените метални материали е сравнително голям. Например, коефициентът на линейно разширение на обикновената въглеродна стомана е около 10-12x10⁶/℃, а коефициентът на линейно разширение на алуминиевата сплав е около 20-25x10⁶/℃, което е значително по-високо от това на гранита. Това означава, че когато температурата се промени, размерът на металния материал се променя по-значително и е лесно да се генерира по-голямо вътрешно напрежение поради термично разширение и студено свиване, като по този начин се отразява на неговата точност и стабилност. Размерът на гранита се променя по-малко, когато температурата се колебае, което позволява по-добре да се запази първоначалната форма и точност. Топлопроводимостта на металните материали обикновено е висока и при бързо нагряване или охлаждане топлината се провежда бързо, което води до голяма температурна разлика между вътрешността и повърхността на материала, което води до термично напрежение. За разлика от това, топлопроводимостта на гранита е ниска, а топлопроводимостта е сравнително бавна, което може до известна степен да облекчи генерирането на термично напрежение и да покаже по-добра термична стабилност.
В сравнение с керамичните материали:
Коефициентът на термично разширение на някои високоефективни керамични материали може да бъде много нисък, като например силициево-нитридната керамика, чийто коефициент на линейно разширение е около 2,5-3,5x10⁶/℃, което е по-ниско от гранита, и има определени предимства по отношение на термичната стабилност. Керамичните материали обаче обикновено са крехки, устойчивостта им на термичен удар е сравнително ниска и лесно се появяват пукнатини или дори напуквания при рязка промяна на температурата. Въпреки че коефициентът на термично разширение на гранита е малко по-висок от този на някои специални керамични материали, той има добра здравина и устойчивост на термичен удар, може да издържи на известна степен на температурни промени. В практически приложения, в повечето среди с неекстремни температурни промени, термичната стабилност на гранита може да отговори на изискванията, а цялостните му характеристики са по-балансирани, а цената е сравнително ниска.
В сравнение с композитните материали:
Някои усъвършенствани композитни материали могат да постигнат нисък коефициент на термично разширение и добра термична стабилност чрез разумен дизайн на комбинацията от влакна и матрица. Например, коефициентът на термично разширение на композитите, подсилени с въглеродни влакна, може да се регулира в зависимост от посоката и съдържанието на влакната и може да достигне много ниски стойности в някои посоки. Процесът на приготвяне на композитни материали обаче е сложен и цената е висока. Като естествен материал, гранитът не изисква сложен процес на приготвяне и цената е сравнително ниска. Въпреки че може да не е толкова добър, колкото някои висококачествени композитни материали по отношение на някои показатели за термична стабилност, той има предимства по отношение на разходите и производителността, така че се използва широко в много конвенционални приложения, които имат определени изисквания за термична стабилност. В кои индустрии се използват гранитни компоненти, температурната стабилност е ключов фактор? Предоставете някои конкретни данни от тестове или случаи на термична стабилност на гранит. Какви са разликите между различните видове термична стабилност на гранит?
Време на публикуване: 28 март 2025 г.