ASTM E228：金属およびセラミックスの熱膨張率
ASTM E228とは
ASTM E228は、金属とセラミックの熱膨張係数（CTE）を測定するためにASTMインターナショナルによって制定された標準試験法です。この規格により、温度変化による材料の膨張・収縮を測定する際の一貫性と正確性が保証されます。
金属とセラミックスの熱膨張の重要性
熱膨張は、さまざまな環境で使用される材料の性能と信頼性に影響する重要な特性です。金属や セラミックスにおいて、熱膨張を理解することは以下のことに役立ちます：
- 故障することなく温度変化に耐える部品の設計。
- 異なる材料が接合されたアセンブリにおける材料の不一致の防止。
- 航空宇宙や電子機器などの精密用途における寸法安定性の確保。
ASTM E228の熱膨張測定方法
ASTM E228では、材料の熱膨張を正確に測定するためにディラトメトリーなどの方法を採用しています。そのプロセスには以下が含まれます：
- 試料の準備：材料の試験片を正確な寸法で準備します。
- 加熱/冷却：試料を制御された温度変化にさらす。
- 測定：CTEを計算するために寸法の変化を記録する。
ASTM E228の用途
この規格は、以下のような熱特性が重要な産業で広く使用されています：
- 航空宇宙：極端な温度変化に耐える部品の設計
- 自動車自動車：エンジン部品が均一に膨張し、性能を維持できるようにする。
- エレクトロニクス電子機器：損傷を防ぐため、熱膨張率に見合った回路基板材料を選択する。
熱膨張に影響を与える要因
金属やセラミックの熱膨張には、以下のようないくつかの要因が影響します：
- 材料組成：材料構成：異なる元素とその割合が膨張率に影響を与える。
- 温度範囲：温度変化の程度により、膨張挙動が変化する。
- 微細構造：材料内の結晶粒径と相分布が膨張に影響を与える。
一般的な材料の熱膨張係数
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材料 |
熱膨張係数 (10-⁶/°C) |
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アルミニウム |
23.1 |
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ステンレス |
16.0 |
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炭化ケイ素 |
4.0 |
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8.0 |
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8.6 |
詳しくはスタンフォード・アドバンスト・マテリアルズ（SAM）をご覧ください。
よくある質問
熱膨張係数（CTE）とは何ですか？
熱膨張係数（CTE）とは、材料が加熱されると膨張し、冷却されると収縮する度合いを数値化した材料特性です。
なぜASTM E228が材料選択に重要なのですか？
ASTM E228は標準化されたCTE測定を提供し、特定の用途のために選択された材料が温度変化下でも確実に機能することを保証します。
ASTM E228はポリマーにも使用できますか？
ASTM E228は特に金属とセラミック用に設計されています。ポリマーには別の試験規格が必要です。
熱膨張は電子機器にどのような影響を与えますか？
部品間の熱膨張係数の不一致は応力につながり、電子デバイスの破壊や層間剥離を引き起こす可能性があります。
ASTM E228は高温用途に適用できますか？
はい、ASTM E228は幅広い温度範囲に適しているため、高温工学用途に有用です。
