直接观测法：圆柱棒的升温速度测量方法

1.适用范围

直接观测法应用范围很广，不仅适用于各种刚性固体材料，也适用于未经烧结的粉末压块。观测温度不限，取决于热源和材料本身可达到的温度。

2.测量原理

借助于某种精密测微器，在试样加热过程中对其特定部位进行膨胀量的直接观测，从而计算出材料的膨胀系数。这是一种最为直观而又非常简便的测量方法。

3.检测方法

1）直接观测法测量膨胀系数时，可以用多种加热方式加热试样。一般温度下多采用电阻炉加热，炉温应便于调节和控制；在低温下如果对试样的均匀性要求很高时，可以直接浸泡在制冷液中，但观测的精度可能受到影响；在较高的温度（1000℃以上）可使用电感应炉、辐射炉或直接通电加热试样等方式。

2）该法对试样的形状不限，但装放的方法大不相同。一般都是把试样水平装放在试样托上，但也有悬挂在炉子中央的。一般使用长为10～50mm、直径为2～6mm的柱状试样或相等横截面的矩形或正方形试样。测量时在试样上做两个标记。两标记间标距的位移量即为试样的膨胀量。(www.xing528.com)

3）在1200℃以下的温度范围测量时，在试样上点焊两根平直的刚性细丝作为标记。但在更高的温度，标记的温度增高，其亮度难以与试样区分开。为克服这一困难，最简单的办法是将试样的两端加工成尖锐的形状，再将观测仪器的焦点聚到尖端上，测量出两尖端之间的位移量。

4.升温速度

试样的升温速度应该适当地选择。最大的升温速度必须根据试样的热扩散率和试样的直径来确定。表4-10中列举了氧化锆和钨的热扩效率和直径在不同加热速率下的温度梯度。对于钨来说，当升温速度为30℃/min时，对于直径在10mm以下的试样所引起的温度梯度仍然可以忽略。但对于非金属材料，则6℃/min的升温速度就能引起显著的温差。

表4-10 在定速加热下圆柱棒内的温度梯度 （单位：℃）

注：氧化锆的热扩散率为0.004cm²/s，钨的热扩散率为0.150cm²/s。