Cependant, si un matériau devient plus chaud ou plus froid, il peut se dilater ou se contracter, modifiant ainsi sa taille et/ou sa forme. Ce phénomène est connu sous le nom de dilatation thermique. Un coefficient de dilatation thermique est souvent mentionné lorsque nous parlons de dilatation thermique. Il s'agit d'un nombre unique qui indique à quel point un matériau va se dilater (c'est-à-dire augmenter de taille) ou se contracter (c'est-à-dire diminuer de taille) en fonction du changement de température. Des coefficients plus importants signifient que le matériau s'agrandit davantage par rapport à ceux avec de petits coefficients. C'est un concept clé en pratique — surtout lorsque vous travaillez avec plusieurs matériaux.
Certains matériaux, en particulier ceux présentant un coefficient de dilatation thermique élevé, sont susceptibles de subir une modification de forme en cas de variation de température. Cela signifie que ces matériaux, lorsqu'ils sont chauffés, pourraient se courber en arc, ou finalement se déformer, rappelant les polymères à mémoire de forme. Si nous comptons sur ces matériaux pour rester dans cette forme, alors c'est un problème majeur. Supposons que nous ayons un pont construit à partir d'un matériau ayant un coefficient de dilatation thermique élevé. Lorsque la température augmente et que le pont se réchauffe, il sera sujet, essentiellement, à un pliage/déformation avec la température. Maintenant, s'il s'agit d'un pont de contournement, ces derniers ont tellement augmenté la distance du trajet qu'il met en danger toute personne conduisant sur ce pont. Tout pont qui ne suit pas une ligne droite n'est pas digne d'être emprunté.
Avec une augmentation de la température, les matériaux ont tendance à se dilater davantage. C'est le cas pour tous les matériaux, cependant encore plus pour ceux ayant des coefficients de dilatation thermique élevés. Considérons ceci : Lorsque nous chauffons un matériau avec un coefficient de dilatation thermique élevé, il va se dilater beaucoup plus que lorsque nous chauffons un matériau avec un faible coefficient. Cela est particulièrement important lorsque nous sélectionnons des matériaux pour différentes applications. Si nous voulons un matériau qui ne se déforme pas trop à haute température, nous devrions choisir un matériau avec un faible coefficient de dilatation thermique. De cette manière, vous pouvez être sûr que c'est un tissu de choix qui est robuste et qui va maintenir sa structure.
Donc, si nous réchauffons un matériau, ses composants de base — les molécules — deviennent beaucoup plus dynamiques par rapport au refroidissement. Ce mouvement supplémentaire peut perturber les forces intermoléculaires et endommager la résistance globale du matériau. C'est particulièrement vrai pour les matériaux ayant de grands coefficients de dilatation thermique. Lorsque ces matériaux se réchauffent, les liaisons qui maintiennent les molécules ensemble commencent à se rompre beaucoup plus facilement, ce qui affaiblit considérablement le matériau. C'est une préoccupation majeure lorsque nous souhaitons que notre matériau soit rigide et robuste pour une certaine utilisation.
Bref, dans des conditions de chaleur extrême ou de froid extrême, les matériaux très expansibles thermiquement ne sont pas très bons. Exemple : Si nous avons un matériau avec un coefficient élevé dans un environnement très froid, il se contractera beaucoup. Cependant, si nous plaçons le même matériau dans une température extrêmement élevée, il s'agrandira considérablement. Cela signifie donc que le matériau pourrait devenir instable et se déformer de manière imprévisible. Choisir le bon matériau pour la tâche à accomplir est d'une importance capitale par rapport aux températures extérieures dans lesquelles nous travaillons. Pour savoir comment ce matériau interagira différemment avec ces conditions, il faut être intentionnel quant à la manière dont ils sont assemblés.
Il est délicat de concevoir des produits avec des matériaux ayant des coefficients de dilatation thermique élevés. Nous devons nous assurer que le matériau conservera sa forme et ne se déformera pas à des températures élevées ou basses. Et nous devons également nous assurer que le matériau est suffisamment solide pour l'utilisation que nous en avons. Cela peut être réalisé en utilisant une quantité supérieure du matériau mentionné par rapport à si nous utilisions un matériau avec un faible coefficient de dilatation thermique. Une augmentation de la quantité de matériau utilisée entraînera naturellement un produit final plus lourd, et donc plus coûteux. Un autre aspect qui pourrait compliquer les choses est l'utilisation de types spéciaux de normes de fabrication pour façonner correctement le matériau. Cela vise à garantir qu'il ne se déformera ni ne cassera sous l'effet de la chaleur.
Nanyang JZJ Testing Equipment Co., Ltd, est située à Nanyang, province du Henan, en Chine, une ville avec un riche héritage culturel et historique. Actuellement, elle est devenue une entreprise leader dans la chaîne d'approvisionnement de l'industrie des matériaux réfractaires à haute température, opérant en Asie, en Europe, au Moyen-Orient et en Afrique.
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