دیلاتومتر یک وسیله اندازه گیری است. ضریب انبساط حرارتی یک نمونه به صورت سرعت تغییر طول یک نمونه با توجه به تغییرات دما تعریف می شود. انبساط حرارتی ، اندازه گیری آنتروپی یک جسم می باشد که به صورت تغییردر حجم عمل می کند.
دیلاتومتر ها کاربرد های وسیعی دارند از قبیل فابریکاسیون های آلیاژ های فلزی ،شیشه سرامیک، مواد کامپوزیتی، پلاستیک ها و غیره .
دیلاتومتر شامل یک منبع حرارتی است که معمولا" از دمای 260-2000 درجه سانتی گراد تنوع دارند.
دیلاتومتر دارای انواع مختلفی است. که در یک ندع اعداد توسط صفحات موازی بر روی پیکومتر خوانده
می شود و در نوع دیگر اعداد توسط میله بر روی strain gauge خوانده می شود.
برای اندازه گیری ساده تر در رنج دمایی 0 تا 100 درجه کار می کنیم که توسط گرم کردن آب و جریان
آن در اطراف نمونه اتفاق می افتد. اگر بخواهیم ضریب انبساط خطی یک فلز را اندازه گیری کنیم آب
را از بین لوله ای که در مرکز فلز ساخته شده است عبور می دهیم، لوله گرم می شود و به دمای آب می رسد و انبساط مربوطه را می توان با تابع آب به دست آورد.
برای اندازه گیری ضریب انبساط حجمی مایعات نیاز به یک شیشه پر شده با آب داریم .
در تانک انبساط، آب گرم جاری اطراف تانک ، باعث بالا رفتن دمای نمونه شده و می توان تغییرات حجم را خواند.برای انبساط گازها نمی توان از دیاتومتر استفاده کرد.

ضریب انبساط حرارتی

Material Properties

Specific heat


Compressibility


Thermal expansion

در طی انتقال حرارت ، انرژی ذخیره شده ،بین اتم یک ماده تغییر می کند . وقتی این انرژی افزایش می یابد باعث افزایش طول باند مولکولی می شود . در نتیجه جامدات در جواب این گرمایش منبسط می شوندو در اثر سرمایش منقبض می شوند. این پاسخ به تغییر دما به عنوان ضریب انبساط حرارتی در نظر گرفته می شود.ضریب انبساط حرارتی به دو روش استفاده می شود.
_ به عنوان ضریب انبساط حجمی
_ به عنوان ضریب انبساط خطی
ضریب انبساط حرارتی برای همه مواد مایع و جامد کاربرد دارد اما ضریب انبساط خطی فقط برای جامدات استفاده می شود و در کاربردهای مهندسی معمول تر است.
ضریب انبساط حرارتی حجمی:

where T is the temperature, V is the volume, ρ is the density, derivatives are taken at constant pressure P; β measures the fractional change in density as temperature increases at constant pressure.

ضریب انبساط حرارتی خطی:
ضریب انبساط حرارتی خطی به تغییر دما برای تغییر در بعد طولی مواد مربوط می شود.


coefficient of linear thermal expansion α
material α in 10-6/K at 20 °C
Mercury
60
BCB
42
Lead
29
Aluminum
23
Brass
19
Stainless steel
17.3
Copper
17
Gold
14
Nickel
13
Concrete
12
Iron or Steel
12
Carbon steel
10.8
Platinum
9
Glass
8.5
GaAs
5.8
Indium Phosphide
4.6
Tungsten
4.5
Glass, Pyrex
3.3
Silicon
3
Diamond
1
Quartz, fused
0.59

انبساط و انقباض مواد در طرحای سازه های بزرگ باید مورد توجه قرار گیرند.در کاربردهای مهندسی که تغییرات زیادی در بعد در حین تغییرات دما حاصل می شود حتما" باید به این ضریب توجه شود.
انبساط حرارتی در کاربردهای مکانیکی برای fit کردن قطعات بر روی یکدیگر کاربرد دارد.