熱膨脹系數反映了金屬材料在溫度變化時尺寸的變化特性。熱膨脹系數檢測對于在溫度變化環(huán)境下工作的金屬材料和結構至關重要。檢測方法通常采用熱機械分析儀或光學干涉法等。熱機械分析儀通過測量材料在加熱或冷卻過程中的長度變化,計算出熱膨脹系數。光學干涉法則利用光的干涉原理,精確測量材料的尺寸變化。在航空發(fā)動機、汽車發(fā)動機等高溫部件的設計和制造中,需要精確掌握金屬材料的熱膨脹系數。因為在發(fā)動機運行過程中,部件會經歷劇烈的溫度變化,如果材料的熱膨脹系數與其他部件不匹配,可能導致部件之間的配合精度下降,產生磨損、泄漏等問題。通過熱膨脹系數檢測,合理選擇和匹配材料,優(yōu)化結構設計,可有效提高發(fā)動機等高溫設備在溫度變化環(huán)境下的可靠性和使用壽命。
環(huán)境掃描電子顯微鏡(ESEM)允許在樣品室中保持一定的氣體環(huán)境,對金屬材料進行原位觀察。在金屬材料的腐蝕研究中,可將金屬樣品置于 ESEM 的樣品室內,通入含有腐蝕性介質的氣體,實時觀察金屬在腐蝕過程中的微觀結構變化,如腐蝕坑的形成、擴展以及腐蝕產物的生長等。在金屬材料的變形研究中,可在 ESEM 內對樣品施加拉伸或壓縮載荷,觀察材料在受力過程中的位錯運動、裂紋萌生和擴展等現象。ESEM 的原位觀察功能為深入了解金屬材料在實際環(huán)境和受力條件下的行為提供了直觀的手段,有助于揭示材料的腐蝕和變形機制,為材料的性能優(yōu)化和失效預防提供科學依據。