התפשטות תרמית ליניארית היא גורם קריטי שיש לקחת בחשבון בסביבות עם דרישות טמפרטורה רחבות. הבעיה נגרמת על ידי [מקדמי התפשטות תרמית שונים של חומרי מסך המגע] או מבנה המסגרת.
BILD1
##Basic ידע
כאשר הטמפרטורה של חומר משתנה, האנרגיה המאוחסנת בקשרים הבין-מולקולריים בין האטומים משתנה. כאשר האנרגיה האצורה גדלה, כך גדל אורך הקשרים המולקולריים. כתוצאה מכך, מוצקים בדרך כלל מתרחבים בתגובה לחימום ומתכווצים על קירור; תגובה ממדית זו לשינוי טמפרטורה מתבטאת במקדם ההתפשטות התרמית שלה (CTE).
ניתן להגדיר מקדמי התפשטות תרמית שונים עבור חומר בהתאם לשאלה אם ההתפשטות נמדדת על ידי:
- התפשטות תרמית ליניארית (LTE)
- התפשטות תרמית אזורית (ATE)
- התפשטות תרמית נפחית (VTE)
מאפיינים אלה קשורים זה לזה. ניתן להגדיר את מקדם ההתפשטות התרמית הנפחית הן עבור נוזלים והן עבור מוצקים. את ההתפשטות התרמית הליניארית ניתן להגדיר רק עבור מוצקים, והיא נפוצה ביישומים הנדסיים.
חומרים מסוימים מתרחבים כאשר הם מקוררים, כגון מים קפואים, ולכן יש להם מקדמי התפשטות תרמית שליליים.
מקדמי התפשטות תרמית ב-20°C של מסך מגע וחומר מסגרת.
| חומר | הרחבה חלקית x 10^-6 | יישום |
|---|---|---|
| מצע זכוכית | 9 | מסך מגע |
| זכוכית בורוסיליקט | 3.3 | מסך מגע |
| פוליאסטר | 65 | מסך מגע |
| פוליקרבונט | 6.5 | מסך מגע |
| פלדה | 13 | מסגרת צג |
| אלומיניום | 24 | מסגרת צג |
| ABS | 7.2 | מסגרת צג |
