红外材料低温热膨胀系数测量 方案及其精度分析

为了实现低温真空环境下红外材料热膨胀系数的高精度测量,提出了一种固体材料低温热膨胀系数的测量方案。本方案基于自准直原理,设计了一种测微结构,建立起了结构变形与角度的关系,并推导出热膨胀系数测量公式。利用测量公式,从理论上分析了该方案的测量误差传递函数关系,并利用误差灵敏度函数对红外材料低温热膨胀系数测量装置的设计精度进行了分析,最后通过计算得到了该方案的测量相对误差。结果表明,测量的热膨胀系数相对误差仅为0.76%,满足纳米级测量要求。

钢丝绳低温热膨胀系数试验方法研究

介绍了一种钢丝绳低温热膨胀系数试验方法。针对钢丝绳使用条件下的模拟热膨胀试验,采用低热膨胀系数材料制成部件与钢丝绳连接,用砝码对钢丝绳施加预紧力,设置恒温区间,研制了一台低温热膨胀系数测量设备。采用无氧铜标准试样进行了标定和校准,经过修正的测量数据与标准试样数据比较,偏差小于5%。在-100—+25℃温区内,对3种不同直径的钢丝绳进行了4种预紧力下的热膨胀试验。对测试数据进行了分析、比对,讨论了直径和预紧力对热膨胀系数的影响,讨论了测试数据影响因素,给出了钢丝绳低温热膨胀系数随温度的变化规律曲线。

超导线圈的等效热膨胀系数的理论与实验研究

给出了计算超导线圈等效热膨胀率的理论模型和计算方法,对比了各种测量材料线膨胀系数的实验方法,并且给出了低温应变片测量热膨胀系数的技术原理。采用低温应变片法测量了矩形截面导线缠绕成型的超导线圈由77 K到300 K的线膨胀系数,并将实验测试结果与理论计算结果进行了对比分析。

石墨烯低温热膨胀和声子弛豫时间随温度的变化规律

考虑到原子非简谐振动和电子-声子相互作用,用固体物理理论和方法研究了石墨烯格林艾森参量和低温热膨胀系数以及声子弛豫时间随温度的变化规律,探讨了原子非简谐振动项对它们的影响.结果表明:1)在低于室温的温度范围内,石墨烯的热膨胀系数为负值,随着温度的升高,其热膨胀系数的绝对值单调增加,室温热膨胀系数为-3.64×10^(-6)K^(-1);2)简谐近似下的格林艾森参量为零.考虑到非简谐项后,格林艾森参量在1.40-1.42之间并随温度升高而缓慢增大,几乎成线性关系,第二非简谐项对格林艾森参量的影响小于第一非简谐项;3)石墨烯声子弛豫时间随着温度的升高而减小,其中,温度很低(T<10 K)时变化很快,此后变化很慢,当温度不太低(T>300 K)时,声子弛豫时间与温度几乎成反比关系.