O coeficiente de expansão linear do granito é geralmente em torno de 5,5-7,5x10 - ⁶/℃. No entanto, o coeficiente de expansão pode variar ligeiramente entre diferentes tipos de granito.
O granito apresenta boa estabilidade térmica, refletida principalmente nos seguintes aspectos:
Pequena deformação térmica: devido ao seu baixo coeficiente de expansão, a deformação térmica do granito é relativamente pequena quando a temperatura varia. Isso permite que os componentes de granito mantenham um tamanho e forma mais estáveis em diferentes ambientes de temperatura, o que contribui para garantir a precisão dos equipamentos de precisão. Por exemplo, em instrumentos de medição de alta precisão, como o uso de granito como base ou bancada, mesmo que a temperatura ambiente apresente certa flutuação, a deformação térmica pode ser controlada em uma pequena faixa, garantindo a precisão dos resultados da medição.
Boa resistência ao choque térmico: O granito pode suportar um certo grau de mudanças bruscas de temperatura sem rachaduras ou danos aparentes. Isso se deve à sua boa condutividade térmica e capacidade de transferência de calor, que permitem a transferência de calor de forma rápida e uniforme quando a temperatura muda, reduzindo a concentração de estresse térmico interno. Por exemplo, em alguns ambientes de produção industrial, quando o equipamento liga ou desliga repentinamente, a temperatura muda rapidamente, e os componentes de granito podem se adaptar melhor a esse choque térmico e manter a estabilidade de seu desempenho.
Boa estabilidade a longo prazo: Após um longo período de envelhecimento natural e ação geológica, o estresse interno do granito foi basicamente liberado e a estrutura permanece estável. No processo de uso a longo prazo, mesmo após múltiplas mudanças no ciclo de temperatura, sua estrutura interna não é fácil de alterar, podendo continuar a manter boa estabilidade térmica, fornecendo suporte confiável para equipamentos de alta precisão.
Comparado com outros materiais comuns, a estabilidade térmica do granito está em um nível mais alto. A seguir, está a comparação entre granito e materiais metálicos, materiais cerâmicos e materiais compostos em termos de estabilidade térmica:
Comparado com materiais metálicos:
O coeficiente de expansão térmica de materiais metálicos em geral é relativamente grande. Por exemplo, o coeficiente de expansão linear do aço carbono comum é de cerca de 10-12x10 - ⁶/℃, e o coeficiente de expansão linear da liga de alumínio é de cerca de 20-25x10 - ⁶/℃, o que é significativamente maior do que o do granito. Isso significa que, quando a temperatura muda, o tamanho do material metálico muda mais significativamente, e é fácil produzir maior tensão interna devido à expansão térmica e à contração a frio, afetando assim sua precisão e estabilidade. O tamanho do granito muda menos quando a temperatura flutua, o que pode manter melhor a forma original e a precisão. A condutividade térmica dos materiais metálicos é geralmente alta e, no processo de aquecimento ou resfriamento rápido, o calor será rapidamente conduzido, resultando em uma grande diferença de temperatura entre o interior e a superfície do material, resultando em tensão térmica. Em contraste, a condutividade térmica do granito é baixa e a condução de calor é relativamente lenta, o que pode aliviar a geração de tensão térmica até certo ponto e mostrar melhor estabilidade térmica.
Comparado com materiais cerâmicos:
O coeficiente de expansão térmica de alguns materiais cerâmicos de alto desempenho pode ser muito baixo, como a cerâmica de nitreto de silício, cujo coeficiente de expansão linear é de cerca de 2,5-3,5x10 - ⁶/℃, que é menor que o granito e tem certas vantagens em termos de estabilidade térmica. No entanto, os materiais cerâmicos são geralmente frágeis, a resistência ao choque térmico é relativamente baixa e rachaduras ou mesmo rachaduras são fáceis de ocorrer quando a temperatura muda bruscamente. Embora o coeficiente de expansão térmica do granito seja ligeiramente maior do que o de algumas cerâmicas especiais, ele tem boa tenacidade e resistência ao choque térmico, pode suportar um certo grau de variação de temperatura. Em aplicações práticas, para a maioria dos ambientes com mudanças de temperatura não extremas, a estabilidade térmica do granito pode atender aos requisitos, e seu desempenho abrangente é mais equilibrado, o custo é relativamente baixo.
Comparado com materiais compostos:
Alguns materiais compósitos avançados podem atingir baixo coeficiente de expansão térmica e boa estabilidade térmica por meio de um projeto razoável da combinação de fibra e matriz. Por exemplo, o coeficiente de expansão térmica de compósitos reforçados com fibra de carbono pode ser ajustado de acordo com a direção e o conteúdo da fibra, podendo atingir valores muito baixos em algumas direções. No entanto, o processo de preparação de materiais compósitos é complexo e o custo é alto. Como um material natural, o granito não necessita de um processo de preparação complexo e o custo é relativamente baixo. Embora possa não ser tão bom quanto alguns materiais compósitos de alta qualidade em alguns indicadores de estabilidade térmica, apresenta vantagens em termos de custo-benefício, sendo amplamente utilizado em muitas aplicações convencionais que exigem certos requisitos de estabilidade térmica. Em quais indústrias os componentes de granito são utilizados, a estabilidade térmica é uma consideração fundamental? Forneça alguns dados de teste ou casos específicos de estabilidade térmica do granito. Quais são as diferenças entre os diferentes tipos de estabilidade térmica do granito?
Horário da publicação: 28/03/2025