熱膨張係数について
温度変化による物質の膨張・収縮について
10℃違うと鉄なら1mにつき0.1mm以上の違いが…
代表的な材料の熱膨張係数一覧
一般空調下と精密空調下での熱膨張比較
一般空調と精密空調では、
温度変化幅の違いから物質の大きさ変化に大きな違いが！
一般空調の場合、外気温の変化などの影響により、製品や検査・研究の材料や製造・検査機器そのものが置かれている温度環境はかなり大きな幅で変動します。
この温度変化により、当然、これら材料や機器自体も熱膨張によって大きさが変化します。
一般空調の場合、設定温度より±5℃程度の変動が想定されるのに対して、精密空調の場合、±0.1℃という温度環境管理が可能です。
ここでは、年間を通して一般空調下では10℃、精密空調下では0.2℃の環境温度変化を想定し、材料も環境温度と同じ温度になると仮定した場合の変位を比較します。
一般空調下と精密空調下での熱膨張比(単位:mm 材料の一辺が1mとする)
| 材料 | 一般空調下 | 精密空調下 | 材料 | 一般空調下 | 精密空調下 |
|---|---|---|---|---|---|
| 鉄 | 0.117 | 0.00234 | ポリエステル | 1 | 0.02 |
| アルミニウム | 0.238 | 0.00476 | ポリエチレン | 1.8 | 0.036 |
| 金 | 0.142 | 0.00284 | ポリ塩化ビニル | 0.8 | 0.016 |
| 銀 | 0.189 | 0.00378 | ポリスチレン | 0.8 | 0.016 |
| 銅 | 0.168 | 0.00336 | ポリカーボネート | 0.7 | 0.014 |
| 亜鉛 | 0.33 | 0.0066 | ゴム | 1.1 | 0.022 |
| クロム | 0.082 | 0.00164 | ポリイミド | 0.54 | 0.0108 |
| すず | 0.2 | 0.004 | エポキシ | 0.62 | 0.0124 |
| 鉛 | 0.291 | 0.00582 | 炭素繊維 | 0 | 0 |
| ニッケル | 0.128 | 0.00256 | ガラス | 0.09 | 0.0018 |
| SUS304 | 0.173 | 0.00346 | 炭素鋼 | 0.108 | 0.00216 |
| SUS430 | 0.104 | 0.00208 | セラミック (炭化ケイ素) |
0.044 | 0.00088 |
| はんだ | 0.25 | 0.005 | シリコン(ケイ素) | 0.026 | 0.00052 |
一般空調下と精密空調下での熱膨張比較
温度変化を抑えると、
物質の大きさの変化はここまで軽減できます。
通年の温度変化
一般空調=±5℃:
精密空調=±0.1℃ と考えると
素材1mあたりの変化は…
- 一般空調下(通年変化10℃)での
素材1mあたりの変位(単位mm) - 精密空調下(通年変化0.2℃)
素材1mあたりの変位(単位mm)
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