ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของหินแกรนิตคือเท่าไร อุณหภูมิคงที่แค่ไหน?

ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นของหินแกรนิตโดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 5.5-7.5x10 - ⁶/℃ อย่างไรก็ตาม หินแกรนิตแต่ละประเภท ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวอาจแตกต่างกันเล็กน้อย
หินแกรนิตมีเสถียรภาพด้านอุณหภูมิที่ดี ซึ่งสะท้อนให้เห็นในด้านต่างๆ ดังต่อไปนี้:
การเสียรูปเนื่องจากความร้อนเพียงเล็กน้อย: เนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวต่ำ การเสียรูปเนื่องจากความร้อนของหินแกรนิตจึงค่อนข้างน้อยเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง ซึ่งทำให้ส่วนประกอบของหินแกรนิตสามารถรักษาขนาดและรูปร่างที่เสถียรยิ่งขึ้นในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่างกัน ซึ่งเอื้อต่อการรับรองความแม่นยำของอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำ ตัวอย่างเช่น ในเครื่องมือวัดที่มีความแม่นยำสูง การใช้หินแกรนิตเป็นฐานหรือโต๊ะทำงาน แม้ว่าอุณหภูมิแวดล้อมจะมีความผันผวนในระดับหนึ่ง ก็สามารถควบคุมการเสียรูปเนื่องจากความร้อนได้ในช่วงที่เล็ก เพื่อให้มั่นใจถึงความแม่นยำของผลการวัด
ทนต่อการกระแทกจากความร้อนได้ดี: หินแกรนิตสามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็วได้ในระดับหนึ่งโดยไม่มีรอยแตกร้าวหรือความเสียหายที่เห็นได้ชัด เนื่องจากมีการนำความร้อนและความจุความร้อนที่ดี ซึ่งสามารถถ่ายเทความร้อนได้อย่างรวดเร็วและสม่ำเสมอเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง ช่วยลดความเข้มข้นของความเครียดจากความร้อนภายใน ตัวอย่างเช่น ในสภาพแวดล้อมการผลิตทางอุตสาหกรรมบางแห่ง เมื่ออุปกรณ์เริ่มทำงานหรือหยุดทำงานกะทันหัน อุณหภูมิจะเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว และส่วนประกอบของหินแกรนิตสามารถปรับตัวให้เข้ากับการกระแทกจากความร้อนได้ดีขึ้นและรักษาเสถียรภาพของประสิทธิภาพการทำงานได้
เสถียรภาพระยะยาวที่ดี: หลังจากผ่านช่วงเวลาอันยาวนานของการเสื่อมสภาพตามธรรมชาติและการกระทำทางธรณีวิทยา ความเครียดภายในของหินแกรนิตได้รับการปลดปล่อยออกมาโดยพื้นฐานแล้ว และโครงสร้างก็มีเสถียรภาพ ในกระบวนการใช้งานระยะยาว แม้ว่าจะมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิหลายครั้ง โครงสร้างภายในก็ไม่ง่ายที่จะเปลี่ยนแปลง สามารถรักษาเสถียรภาพของอุณหภูมิที่ดีได้อย่างต่อเนื่อง ให้การสนับสนุนที่เชื่อถือได้สำหรับอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำสูง
เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุทั่วไปอื่น ๆ เสถียรภาพทางความร้อนของหินแกรนิตจะอยู่ที่ระดับที่สูงกว่า ต่อไปนี้คือการเปรียบเทียบระหว่างหินแกรนิตและวัสดุโลหะ วัสดุเซรามิก วัสดุคอมโพสิตในแง่ของเสถียรภาพทางความร้อน:
   เมื่อเทียบกับวัสดุโลหะ:

ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนของวัสดุโลหะทั่วไปค่อนข้างใหญ่ ตัวอย่างเช่น ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นของเหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดาอยู่ที่ประมาณ 10-12x10 - ⁶/℃ และค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นของโลหะผสมอลูมิเนียมอยู่ที่ประมาณ 20-25x10 - ⁶/℃ ซึ่งสูงกว่าหินแกรนิตอย่างมาก ซึ่งหมายความว่าเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง ขนาดของวัสดุโลหะจะเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญมากขึ้น และสามารถสร้างความเครียดภายในได้มากขึ้นเนื่องจากการขยายตัวเนื่องจากความร้อนและการหดตัวจากความเย็น จึงส่งผลกระทบต่อความแม่นยำและเสถียรภาพ ขนาดของหินแกรนิตจะเปลี่ยนแปลงน้อยลงเมื่ออุณหภูมิผันผวน ซึ่งสามารถรักษารูปร่างและความแม่นยำเดิมได้ดีขึ้น ค่าการนำความร้อนของวัสดุโลหะมักจะสูง และในกระบวนการทำความร้อนหรือทำความเย็นอย่างรวดเร็ว ความร้อนจะถูกนำออกอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างภายในและพื้นผิวของวัสดุมีขนาดใหญ่ ส่งผลให้เกิดความเครียดจากความร้อน ในทางตรงกันข้าม ค่าการนำความร้อนของหินแกรนิตต่ำ และการนำความร้อนค่อนข้างช้า ซึ่งสามารถบรรเทาการเกิดความเครียดจากความร้อนได้ในระดับหนึ่ง และแสดงเสถียรภาพทางความร้อนที่ดีกว่า

เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุเซรามิก:

ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนของวัสดุเซรามิกที่มีประสิทธิภาพสูงบางชนิดอาจต่ำมาก เช่น เซรามิกซิลิกอนไนไตรด์ ซึ่งค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นอยู่ที่ประมาณ 2.5-3.5x10 - ⁶/℃ ซึ่งต่ำกว่าหินแกรนิตและมีข้อได้เปรียบบางประการในด้านเสถียรภาพทางความร้อน อย่างไรก็ตาม วัสดุเซรามิกมักจะเปราะบาง ทนต่อการกระแทกจากความร้อนได้ค่อนข้างต่ำ และรอยแตกร้าวหรือแม้แต่รอยแตกร้าวอาจเกิดขึ้นได้ง่ายเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว แม้ว่าค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนของหินแกรนิตจะสูงกว่าเซรามิกพิเศษบางชนิดเล็กน้อย แต่ก็มีความเหนียวและทนต่อการกระแทกจากความร้อนที่ดี สามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิได้ในระดับหนึ่ง ในการใช้งานจริง สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่ไม่รุนแรงส่วนใหญ่ เสถียรภาพทางความร้อนของหินแกรนิตสามารถตอบสนองความต้องการได้ และประสิทธิภาพโดยรวมมีความสมดุลมากขึ้น ต้นทุนค่อนข้างต่ำ

เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุคอมโพสิต:

วัสดุคอมโพสิตขั้นสูงบางชนิดสามารถบรรลุค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำและเสถียรภาพทางความร้อนที่ดีผ่านการออกแบบที่เหมาะสมของการรวมกันของเส้นใยและเมทริกซ์ ตัวอย่างเช่น ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของคอมโพสิตที่เสริมด้วยเส้นใยคาร์บอนสามารถปรับได้ตามทิศทางและเนื้อหาของเส้นใย และสามารถให้ค่าต่ำมากในบางทิศทาง อย่างไรก็ตาม กระบวนการเตรียมวัสดุคอมโพสิตมีความซับซ้อนและต้นทุนสูง ในฐานะวัสดุธรรมชาติ หินแกรนิตไม่จำเป็นต้องมีกระบวนการเตรียมที่ซับซ้อน และต้นทุนค่อนข้างต่ำ แม้ว่าอาจจะไม่ดีเท่าวัสดุคอมโพสิตระดับไฮเอนด์บางชนิดในตัวบ่งชี้เสถียรภาพทางความร้อนบางประการ แต่ก็มีข้อได้เปรียบในแง่ของประสิทธิภาพต้นทุน ดังนั้นจึงใช้กันอย่างแพร่หลายในแอปพลิเคชันทั่วไปจำนวนมากที่มีข้อกำหนดบางประการสำหรับเสถียรภาพทางความร้อน ในอุตสาหกรรมใดที่ใช้ส่วนประกอบของหินแกรนิต เสถียรภาพทางอุณหภูมิเป็นข้อพิจารณาหลัก ให้ข้อมูลการทดสอบเฉพาะหรือกรณีของเสถียรภาพทางความร้อนของหินแกรนิต ความแตกต่างระหว่างเสถียรภาพทางความร้อนของหินแกรนิตประเภทต่างๆ มีอะไรบ้าง