Термическое расширение - это изменение линейных размеров материала или его объема, под влиянием температуры. Процесс обусловлен изменением среднего расстояния между атомами в веществе при увеличении или уменьшении кинетической энергии движения молекул.
Его количественной характеристикой является коэффициент термического расширения (а). Данный коэффициент показывает во сколько раз изменяется первоначальный размер тела при увеличении температуры на 1 0С.
В таблице-1 приведены справочные данные экспериментально исследованных коэффициентов термического расширения некоторых полимеров.
Таблица-1.
| Название | Коэффициент термического расширения, 10-6 °C-1 |
| Полиамидоимид | 27 |
| Полиэфирэфиркетон | 35 |
| Эпоксидные смолы | 50 |
| Акрил | 65 |
| Поликарбонат | 70 |
| Нейлон | 70 |
| Поливинилхлорид | 71 |
| АБС смолы | 75 |
| Фторопласт-4 | 120 |
| Полиэтилен | 175 |
| Полипропилен | 195 |
С помощью (а) определяют возможные изменения линейных размеров исследуемого материала после перепадов температур по формуле (1).
L=Lo*(1+a*(T-T0)) - формула-1
где, L - Длина тела, м
Lo - Первоначальная длина материала, м
a - Коэффициент термического расширения, °C-1
T - Начальная температура, 0С
T0--Конечная температур, 0С
Рассчитаем изменение линейных размеров эпоксидной смолы длинной 1 м при перепаде температур от -20 0С до +10 0С.
Подставив значения в формулу (1) получим
L=1*(1+50*10-6(20+10) =1,0015 м
Следовательно, 1 м изменит свою длину на 1,5 мм.
Не всегда нагревание приводит к увеличению линейных размеров. Например, лёд, имея отрицательный коэффициент термического расширения при нагревании сжимается.
