Graniitin lineaarinen laajenemiskerroin on yleensä noin 5,5–7,5 x 10⁶/℃. Eri graniittityypeillä sen laajenemiskerroin voi kuitenkin olla hieman erilainen.
Graniitilla on hyvä lämpötilankestävyys, mikä näkyy pääasiassa seuraavissa ominaisuuksissa:
Pieni lämpömuodonmuutos: Graniitin alhaisen laajenemiskertoimen ansiosta sen lämpömuodonmuutos on suhteellisen pieni lämpötilan muuttuessa. Tämä mahdollistaa graniittikomponenttien vakaamman koon ja muodon säilyttämisen eri lämpötiloissa, mikä edistää tarkkuuslaitteiden tarkkuuden varmistamista. Esimerkiksi erittäin tarkoissa mittauslaitteissa graniitin käyttö pohjana tai työpöytänä voi säätää lämpömuodonmuutosta pienellä alueella, vaikka ympäristön lämpötila vaihtelisikin.
Hyvä lämmönkestävyys: Graniitti kestää tietynasteisia nopeita lämpötilan muutoksia ilman näkyviä halkeamia tai vaurioita. Tämä johtuu sen hyvästä lämmönjohtavuudesta ja lämmönkapasiteetista, jotka voivat siirtää lämpöä nopeasti ja tasaisesti lämpötilan muuttuessa, mikä vähentää sisäistä lämpöjännityskeskittymää. Esimerkiksi joissakin teollisissa tuotantoympäristöissä, kun laitteet käynnistyvät tai pysähtyvät äkillisesti, lämpötila muuttuu nopeasti, ja graniittikomponentit sopeutuvat paremmin tähän lämpöshokkiin ja säilyttävät suorituskykynsä vakaana.
Hyvä pitkäaikainen vakaus: Pitkän luonnollisen ikääntymisen ja geologisen vaikutuksen jälkeen graniitin sisäinen jännitys on pohjimmiltaan vapautunut ja rakenne on vakaa. Pitkäaikaisessa käytössä, jopa useiden lämpötilavaihteluiden jälkeen, sen sisäistä rakennetta ei ole helppo muuttaa, ja se voi edelleen ylläpitää hyvää lämpötilavakautta, mikä tarjoaa luotettavaa tukea korkean tarkkuuden laitteille.
Verrattuna muihin yleisiin materiaaleihin graniitin lämpöstabiilisuus on korkeampi. Seuraavassa on vertailu graniitin ja metallimateriaalien, keraamisten materiaalien ja komposiittimateriaalien välillä lämpöstabiilisuuden suhteen:
Verrattuna metallimateriaaleihin:
Yleisten metallimateriaalien lämpölaajenemiskerroin on suhteellisen suuri. Esimerkiksi tavallisen hiiliteräksen lineaarinen laajenemiskerroin on noin 10-12x10⁶/℃ ja alumiiniseoksen lineaarinen laajenemiskerroin noin 20-25x10⁶/℃, mikä on huomattavasti korkeampi kuin graniitilla. Tämä tarkoittaa, että lämpötilan muuttuessa metallimateriaalin koko muuttuu merkittävämmin, ja lämpölaajenemisen ja kylmäsupistumisen vuoksi on helppo tuottaa suurempi sisäinen jännitys, mikä vaikuttaa sen tarkkuuteen ja vakauteen. Graniitin koko muuttuu vähemmän lämpötilan vaihdellessa, mikä voi paremmin säilyttää alkuperäisen muodon ja tarkkuuden. Metallimateriaalien lämmönjohtavuus on yleensä korkea, ja nopean lämmityksen tai jäähdytyksen aikana lämpö johtuu nopeasti, mikä johtaa suureen lämpötilaeroon materiaalin sisäpuolen ja pinnan välillä, mikä johtaa lämpöjännitykseen. Graniitin lämmönjohtavuus on sitä vastoin alhainen ja lämmönjohtavuus on suhteellisen hidasta, mikä voi jossain määrin lieventää lämpöjännityksen syntymistä ja parantaa lämmönkestävyyttä.
Verrattuna keraamisiin materiaaleihin:
Joidenkin korkean suorituskyvyn keraamisten materiaalien lämpölaajenemiskerroin voi olla hyvin alhainen, kuten piinitridikeraamien, joiden lineaarinen laajenemiskerroin on noin 2,5-3,5x10⁶/℃, mikä on alhaisempi kuin graniitilla ja jolla on tiettyjä etuja lämmönkestävyyden suhteen. Keraamiset materiaalit ovat kuitenkin yleensä hauraita, niiden lämmönshokin kestävyys on suhteellisen heikko, ja lämpötilan muuttuessa jyrkästi syntyy helposti halkeamia tai jopa halkeamia. Vaikka graniitin lämpölaajenemiskerroin on hieman korkeampi kuin joidenkin erikoiskeraamien, sillä on hyvä sitkeys ja lämmönshokin kestävyys, ja se kestää tietynasteisia lämpötilan muutoksia. Käytännön sovelluksissa graniitin lämmönkestävyys voi täyttää vaatimukset useimmissa ei-äärimmäisissä lämpötilanmuutosympäristöissä, ja sen kokonaisvaltainen suorituskyky on tasapainoisempi, ja kustannukset ovat suhteellisen alhaiset.
Verrattuna komposiittimateriaaleihin:
Jotkut edistyneet komposiittimateriaalit voivat saavuttaa alhaisen lämpölaajenemiskertoimen ja hyvän lämmönkestävyyden kuidun ja matriisin yhdistelmän järkevän suunnittelun avulla. Esimerkiksi hiilikuituvahvisteisten komposiittien lämpölaajenemiskerrointa voidaan säätää kuidun suunnan ja sisällön mukaan, ja se voi saavuttaa hyvin alhaiset arvot joissakin suunnissa. Komposiittimateriaalien valmistusprosessi on kuitenkin monimutkainen ja kustannukset ovat korkeat. Luonnonmateriaalina graniitti ei vaadi monimutkaista valmistusprosessia, ja kustannukset ovat suhteellisen alhaiset. Vaikka se ei ehkä ole yhtä hyvä kuin jotkut huippuluokan komposiittimateriaalit joissakin lämmönkestävyyden indikaattoreissa, sillä on etuja kustannustehokkuuden suhteen, joten sitä käytetään laajalti monissa perinteisissä sovelluksissa, joilla on tiettyjä lämmönkestävyyden vaatimuksia. Millä teollisuudenaloilla graniittikomponentteja käytetään, lämpötilan stabiilius on keskeinen näkökohta? Anna joitakin erityisiä testitietoja tai esimerkkejä graniitin lämmönkestävyydestä. Mitä eroja on erityyppisten graniittien lämmönkestävyyden välillä?
Julkaisun aika: 28.3.2025