Question 1

热膨胀系数单位怎么换算？

Accepted Answer

1 ppm/℃ = 1 ×10⁻⁶/K = 1 µm/(m·K)；1 ×10⁻⁵/K = 10 ppm/℃；1 in/(in·°F) = 1.8 ppm/℃。先把数值归一到 ×10⁻⁶/K 这个工程常用口径，再乘目标单位系数即可。

Question 2

常见材料的热膨胀系数是多少？

Accepted Answer

石英玻璃 0.55、碳化硅 4.5、陶瓷 8、碳钢 11–12、不锈钢 304 为 17.3、铜 16.5、铝 23、钛合金 8.6，单位均为 ×10⁻⁶/K。塑料大得多：ABS 70–80、PA6 80–100、PP 100–160、PE 130–200。

Question 3

怎么算温度变化后的尺寸变化？

Accepted Answer

用公式 ΔL = α·L·ΔT，其中 α 取单位 ×10⁻⁶/K 的数值、L 为原长度 mm、ΔT 为温差 ℃。例如不锈钢 1000 mm 升温 50℃，ΔL = 17.3×10⁻⁶×1000×50 ≈ 0.87 mm。

Question 4

为什么铝和不锈钢接在一起要小心？

Accepted Answer

两者热膨胀系数不同（铝 23、不锈钢 17.3 ppm/℃），且弹性模量差 3 倍左右。温度循环时两者变形不匹配，界面处产生接触应力，反复循环容易开裂，因此需要过渡接头或采取柔性连接。

材料	α (×10⁻⁶/K)	常用温区 ℃	典型应用
石英玻璃	0.55	5–60	极低，精密光学与半导体件
碳化硅 SiC	4.5	0–1600	半导体基板
氮化硅 Si₃N₄	2.8	0–1000	结构陶瓷
氧化铝陶瓷	8	0–1000	绝缘与热工件
碳钢 / 45 钢	11–12	20–400	通用结构件
不锈钢 304	17.3	20–400	换热器、压力容器
铜	16.5	20–300	导电散热件
铝（纯铝）	23	20–200	散热翅片
铝合金 6061	23.6	20–200	结构与散热件
黄铜	19	20–200	阀门接头
钛合金 TC4	8.6	20–400	轻量耐蚀件
生铁 / 铸铁	10–12	20–400	重型壳体
GFPRP 玻纤增强塑料	20–30	20–100	型材（各向异性）
PC 聚碳酸酯	65–70	23–120	透明结构件
PMMA 亚克力	70	23–100	透明件
ABS	70–80	20–100	壳体
PET	50–70	20–250	薄膜与瓶
PA6 尼龙6	80–100	20–100	齿轮、轴承
POM 聚甲醛	110–130	20–100	精密滑动件
PP 聚丙烯	100–160	20–100	注塑件（收缩最大之一）
PE 聚乙烯	130–200	20–80	薄膜、管道
PTFE	100–160	20–260	密封件
石墨（各向异性）	2–6	20–400	高纯石墨，面内与轴向差异大
PI 聚酰亚胺	20–60	20–300	耐高温绝缘件

📐 热膨胀系数换算器