Hệ số giãn nở tuyến tính của đá granit thường vào khoảng 5,5-7,5 x 10⁻⁶/℃. Tuy nhiên, hệ số giãn nở của các loại đá granit khác nhau có thể hơi khác nhau.
Đá granit có khả năng chịu nhiệt tốt, chủ yếu thể hiện ở các khía cạnh sau:
Biến dạng nhiệt nhỏ: do hệ số giãn nở thấp, biến dạng nhiệt của đá granit tương đối nhỏ khi nhiệt độ thay đổi. Điều này cho phép các bộ phận bằng đá granit duy trì kích thước và hình dạng ổn định hơn trong các môi trường nhiệt độ khác nhau, góp phần đảm bảo độ chính xác của thiết bị chính xác. Ví dụ, trong các dụng cụ đo lường độ chính xác cao, việc sử dụng đá granit làm đế hoặc bàn làm việc, ngay cả khi nhiệt độ môi trường có sự dao động nhất định, biến dạng nhiệt vẫn có thể được kiểm soát trong phạm vi nhỏ, đảm bảo độ chính xác của kết quả đo.
Khả năng chịu sốc nhiệt tốt: Đá granit có thể chịu được một mức độ thay đổi nhiệt độ nhanh nhất định mà không bị nứt hoặc hư hỏng rõ rệt. Điều này là do nó có khả năng dẫn nhiệt và dung tích nhiệt tốt, có thể truyền nhiệt nhanh chóng và đồng đều khi nhiệt độ thay đổi, giảm sự tập trung ứng suất nhiệt bên trong. Ví dụ, trong một số môi trường sản xuất công nghiệp, khi thiết bị đột ngột khởi động hoặc dừng hoạt động, nhiệt độ sẽ thay đổi nhanh chóng, và các bộ phận bằng đá granit có thể thích ứng tốt hơn với cú sốc nhiệt này và duy trì sự ổn định về hiệu suất.
Độ ổn định lâu dài tốt: Sau một thời gian dài lão hóa tự nhiên và tác động địa chất, ứng suất bên trong của đá granit về cơ bản đã được giải phóng, và cấu trúc trở nên ổn định. Trong quá trình sử dụng lâu dài, ngay cả sau nhiều chu kỳ thay đổi nhiệt độ, cấu trúc bên trong của nó không dễ bị biến đổi, có thể tiếp tục duy trì độ ổn định nhiệt tốt, cung cấp sự hỗ trợ đáng tin cậy cho các thiết bị có độ chính xác cao.
So với các vật liệu thông thường khác, độ ổn định nhiệt của đá granit cao hơn. Dưới đây là bảng so sánh độ ổn định nhiệt giữa đá granit và các vật liệu kim loại, vật liệu gốm sứ, vật liệu composite:
So với vật liệu kim loại:
Hệ số giãn nở nhiệt của các vật liệu kim loại nói chung tương đối lớn. Ví dụ, hệ số giãn nở tuyến tính của thép cacbon thông thường khoảng 10-12 x 10⁻⁶/℃, và hệ số giãn nở tuyến tính của hợp kim nhôm khoảng 20-25 x 10⁻⁶/℃, cao hơn đáng kể so với đá granit. Điều này có nghĩa là khi nhiệt độ thay đổi, kích thước của vật liệu kim loại thay đổi đáng kể hơn, và dễ tạo ra ứng suất bên trong lớn hơn do giãn nở nhiệt và co ngót do nguội, do đó ảnh hưởng đến độ chính xác và độ ổn định của nó. Kích thước của đá granit thay đổi ít hơn khi nhiệt độ dao động, có thể duy trì tốt hơn hình dạng và độ chính xác ban đầu. Độ dẫn nhiệt của vật liệu kim loại thường cao, và trong quá trình gia nhiệt hoặc làm nguội nhanh, nhiệt sẽ được dẫn truyền nhanh chóng, dẫn đến sự chênh lệch nhiệt độ lớn giữa bên trong và bề mặt vật liệu, gây ra ứng suất nhiệt. Ngược lại, độ dẫn nhiệt của đá granit thấp và sự dẫn nhiệt tương đối chậm, có thể làm giảm sự phát sinh ứng suất nhiệt ở một mức độ nhất định và thể hiện độ ổn định nhiệt tốt hơn.
So với vật liệu gốm:
Hệ số giãn nở nhiệt của một số vật liệu gốm hiệu năng cao có thể rất thấp, ví dụ như gốm silicon nitride, có hệ số giãn nở tuyến tính khoảng 2,5-3,5 x 10⁻⁶/℃, thấp hơn cả đá granit, và có ưu điểm nhất định về độ ổn định nhiệt. Tuy nhiên, vật liệu gốm thường giòn, khả năng chịu sốc nhiệt tương đối kém, dễ bị nứt hoặc vỡ khi nhiệt độ thay đổi đột ngột. Mặc dù hệ số giãn nở nhiệt của đá granit cao hơn một chút so với một số loại gốm đặc biệt, nhưng nó có độ dẻo dai và khả năng chịu sốc nhiệt tốt, có thể chịu được một mức độ biến đổi nhiệt độ nhất định. Trong các ứng dụng thực tế, đối với hầu hết các môi trường không có sự thay đổi nhiệt độ khắc nghiệt, độ ổn định nhiệt của đá granit có thể đáp ứng được yêu cầu, hiệu năng tổng thể cân bằng hơn và chi phí tương đối thấp.
So với vật liệu composite:
Một số vật liệu composite tiên tiến có thể đạt được hệ số giãn nở nhiệt thấp và độ ổn định nhiệt tốt thông qua thiết kế hợp lý sự kết hợp giữa sợi và chất nền. Ví dụ, hệ số giãn nở nhiệt của vật liệu composite gia cường bằng sợi carbon có thể được điều chỉnh theo hướng và hàm lượng sợi, và có thể đạt giá trị rất thấp ở một số hướng. Tuy nhiên, quy trình chế tạo vật liệu composite phức tạp và chi phí cao. Là một vật liệu tự nhiên, đá granit không cần quy trình chế tạo phức tạp, và chi phí tương đối thấp. Mặc dù có thể không tốt bằng một số vật liệu composite cao cấp về một số chỉ số ổn định nhiệt, nhưng nó có ưu điểm về hiệu quả chi phí, vì vậy nó được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng thông thường có yêu cầu nhất định về độ ổn định nhiệt. Trong những ngành công nghiệp nào, các thành phần đá granit được sử dụng, trong đó độ ổn định nhiệt là một yếu tố quan trọng cần xem xét? Cung cấp một số dữ liệu thử nghiệm cụ thể hoặc các trường hợp về độ ổn định nhiệt của đá granit. Sự khác biệt giữa các loại độ ổn định nhiệt của đá granit khác nhau là gì?
Thời gian đăng bài: 28/03/2025