光學熱膨脹儀是一種基于光學原理的高精度材料熱性能分析儀器,主要用于測量材料在受熱過程中的尺寸變化(如長度、寬度、厚度及體積變化)并計算熱膨脹系數?12。其核心特點是通過非接觸式光學放大系統實現微米級甚至納米級形變的檢測,顯著提升了傳統機械式膨脹儀的測量精度?。
l 主要工作原理。
?光學放大機制?:采用光杠桿結構(如直角三角反射鏡)和多次反射光路設計,將試樣膨脹引起的微小位移放大200-800倍,通過高分辨率CCD或CMOS傳感器捕捉光斑位移變化?。
?示差測量技術?:部分型號通過同步加熱標準試樣,比較兩者膨脹差值,消除爐溫波動干擾,靈敏度可達納米級?。
?激光干涉技術?:高端型號利用激光波長作為天然標尺,實現亞納米級分辨率?。
l 系統構成。
?光學模塊?:包含反射鏡、準直鏡及偏振器,部分集成激光干涉系統?。
?試樣臺?:采用低膨脹系數材料(如石英),支持固體、粉末及液態樣品,溫度范圍覆蓋室溫至1600℃?。
?檢測單元?:結合光學成像與電感式傳感器,形成雙模檢測體系?。
?數據處理?:專用軟件可生成ΔL-T曲線、體積變化率等參數,支持ASTM等國際標準?。
l 技術優勢。
?非接觸測量?:避免機械摩擦誤差,不確定度低至±0.1μm/℃?。
?動態觀測?:高溫顯微鏡結構可同步記錄材料燒結、相變等過程?。
?應用廣泛?:適用于陶瓷、金屬、高分子材料及半導體封裝等領域的熱匹配性評估?。
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