激光干涉法测量材料线膨胀系数的实验研究硕士论文.pdf

摘要摘要随着科技的发展，现代科技实力的竞争更表现为科技综合能力的竞争。热膨胀在各项科学研究中处于重要的基础地位，是科学研究和创新的基础，越来越受到国家的重视。本文是在国家“十五”重大科研专项“重要技术标准研究”课题一．“建立我国材料热物性测量标准体系“的支持下，在中国计量科学研究院参与完成的。本文主要对激光干涉法测量材料线膨胀系数的实验装置、实验方法及热膨胀理论模型作了理论和实验研究。在中国计量科学研究院设计和初步建立的激光干涉法材料线膨胀系数测量装置的基础上改进完善该装置，最终实现了从240K到1200K范围的测量。分温区对NLST提供的材料SRM731、SIU订738和单晶硅进行了线膨胀系数测量，并把测量结果进行了对比。对测量结果进行了不确定度分析，并对测量结果的主要影响因素做了实验测试，不确定度分析结果为相对合成扩展不确定度为3．4X104，说明测量结果准确可信。实验过程采用分段加热，以比较快的速度把试样加热到设定温度，实验结果表明硼硅酸盐和不锈钢试样实验过程符合热膨胀动态过程理论，单晶硅在同样的加热速度下仍符合热膨胀的准简谐振动模型理论。用单晶硅作为试样，采用缓慢加热方式使试样的温升和膨胀同步实验。实验结果表明，在缓慢加热使试样温升和膨胀条件下的测量结果和采用分段加热情况下测的结果相差在1％以内，表明单晶硅熟膨胀过程比较好的符合了热膨胀的准简谐振动模型理论。通过该课题的研究，建立了一套温度测量范围宽，测量精度高的基于绝对法测量线膨胀系数的装置，为我国采用激光干涉法测量材料线膨胀系数及其热物性标准装置体系建立打下很好的基础。关键词线膨胀系数；激光干涉法；单频干涉仪；热膨胀动态过程北京工业大学工学硕士学位论文ABSTRACTWITHTHEDEVELOPMENTANDOFTHESCIERW．,G,SCIENCEANDTECHNOLOGYINCOMPETITIONISBEHAVED船COMPREHENSIVESCIENCEABILITIES．THERESEARCHONTHEEXPANSIONCOE伍CIENTFORMATERIALIS也EBASICOFTHESCICIICORESEARCHANDTHEFOUNDATIONOFTHEINNOVATION,SOITISMOREANDMOTEEMPHASIZEDINOURCOUNTRY．UNDERTHENATIONALFI