Analyse der thermischen Ausdehnung mittels Dilatometrie

Quelle: J. Jacob Chavez, Ryan T. Davis und Taylor D. Sparks, Department of Materials Science and Engineering, The University of Utah, Salt Lake City, UT

Die thermische Ausdehnung ist äußerst wichtig, wenn man bedenkt, welche Materialien in Systemen mit Temperaturschwankungen eingesetzt werden. Je nach Anwendung kann eine hohe oder geringe Wärmeausdehnung in einem Material wünschenswert sein oder auch nicht. Beispielsweise wäre in einem gewöhnlichen Flüssigkeitsthermometer ein Material mit einer hohen Wärmeausdehnung aufgrund seiner Empfindlichkeit gegenüber Temperaturänderungen wünschenswert. Auf der anderen Seite benötigt ein Bauteil in einem System, das hohe Temperaturen erlebt, wie z. B. ein Space Shuttle, das wieder in die Atmosphäre eintritt, ein Material, das sich nicht ausdehnt und mit großen Temperaturschwankungen zusammenzieht, um thermische Spannungen zu vermeiden und Bruch.

Dilatommetrie ist eine Technik, die verwendet wird, um die Abmessungen von Flächen-, Form-, Längen- oder Volumenänderungen eines Materials in Abhängigkeit von der Temperatur zu messen. Eine Hauptverwendung für ein Dilatometer ist die Berechnung der thermischen Ausdehnung eines Stoffes. Die Abmessungen der meisten Materialien nehmen zu, wenn sie bei konstantem Druck erhitzt werden. Die Wärmeausdehnung wird durch Aufzeichnung der Kontraktion oder Ausdehnung als Reaktion auf Temperaturänderungen erreicht.