Il coefficiente di dilatazione lineare del granito è solitamente compreso tra 5,5 e 7,5x10⁶/℃. Tuttavia, a seconda del tipo di granito, il coefficiente di dilatazione può variare leggermente.
Il granito ha una buona stabilità alla temperatura, che si riflette principalmente nei seguenti aspetti:
Bassa deformazione termica: grazie al suo basso coefficiente di dilatazione, la deformazione termica del granito è relativamente ridotta al variare della temperatura. Ciò consente ai componenti in granito di mantenere dimensioni e forma più stabili in ambienti con temperature diverse, il che contribuisce a garantire la precisione delle apparecchiature di precisione. Ad esempio, negli strumenti di misura ad alta precisione, l'uso del granito come base o banco da lavoro consente di controllare la deformazione termica in un intervallo limitato, anche in presenza di una certa fluttuazione della temperatura ambiente, garantendo così la precisione dei risultati di misurazione.
Buona resistenza agli shock termici: il granito può sopportare un certo grado di rapidi sbalzi di temperatura senza presentare crepe o danni evidenti. Questo perché ha una buona conduttività termica e una buona capacità termica, che gli consentono di trasferire il calore rapidamente e uniformemente al variare della temperatura, riducendo la concentrazione di stress termico interno. Ad esempio, in alcuni ambienti di produzione industriale, quando le apparecchiature si avviano o si arrestano improvvisamente, la temperatura varia rapidamente e i componenti in granito possono adattarsi meglio a questo shock termico e mantenere stabili le loro prestazioni.
Buona stabilità a lungo termine: dopo un lungo periodo di invecchiamento naturale e azione geologica, lo stress interno del granito è stato sostanzialmente rilasciato e la struttura è stabile. Nel processo di utilizzo a lungo termine, anche dopo molteplici variazioni di temperatura, la sua struttura interna non è facilmente modificabile, mantenendo una buona stabilità termica, fornendo un supporto affidabile per apparecchiature ad alta precisione.
Rispetto ad altri materiali comuni, la stabilità termica del granito è a un livello più elevato, di seguito il confronto tra granito e materiali metallici, materiali ceramici, materiali compositi in termini di stabilità termica:
Rispetto ai materiali metallici:
Il coefficiente di dilatazione termica dei materiali metallici in generale è relativamente elevato. Ad esempio, il coefficiente di dilatazione lineare dell'acciaio al carbonio ordinario è di circa 10-12x10⁶/℃, mentre quello della lega di alluminio è di circa 20-25x10⁶/℃, un valore significativamente più elevato rispetto a quello del granito. Ciò significa che, al variare della temperatura, le dimensioni del materiale metallico variano in modo più significativo ed è facile che si verifichino maggiori sollecitazioni interne dovute all'espansione termica e alla contrazione a freddo, compromettendone così la precisione e la stabilità. Le dimensioni del granito variano meno al variare della temperatura, il che ne consente un migliore mantenimento della forma e della precisione originali. La conduttività termica dei materiali metallici è generalmente elevata e, durante un rapido riscaldamento o raffreddamento, il calore viene trasmesso rapidamente, con conseguente elevata differenza di temperatura tra l'interno e la superficie del materiale, che a sua volta genera stress termico. Al contrario, la conduttività termica del granito è bassa e la conduzione del calore è relativamente lenta, il che può attenuare in una certa misura la generazione di stress termico e garantire una migliore stabilità termica.
Rispetto ai materiali ceramici:
Il coefficiente di dilatazione termica di alcuni materiali ceramici ad alte prestazioni può essere molto basso, come la ceramica al nitruro di silicio, il cui coefficiente di dilatazione lineare è di circa 2,5-3,5x10⁶/℃, inferiore a quello del granito, e presenta alcuni vantaggi in termini di stabilità termica. Tuttavia, i materiali ceramici sono generalmente fragili, la resistenza agli shock termici è relativamente scarsa e crepe o addirittura crepe sono facili da formare in caso di brusche variazioni di temperatura. Sebbene il coefficiente di dilatazione termica del granito sia leggermente superiore a quello di alcune ceramiche speciali, presenta una buona tenacità e resistenza agli shock termici, può sopportare un certo grado di variazione di temperatura. Nelle applicazioni pratiche, per la maggior parte degli ambienti con variazioni di temperatura non estreme, la stabilità termica del granito può soddisfare i requisiti e le sue prestazioni complessive sono più equilibrate, a fronte di un costo relativamente basso.
Rispetto ai materiali compositi:
Alcuni materiali compositi avanzati possono raggiungere un basso coefficiente di dilatazione termica e una buona stabilità termica grazie a una progettazione razionale della combinazione di fibra e matrice. Ad esempio, il coefficiente di dilatazione termica dei compositi rinforzati con fibra di carbonio può essere regolato in base alla direzione e al contenuto di fibra, raggiungendo valori molto bassi in alcune direzioni. Tuttavia, il processo di preparazione dei materiali compositi è complesso e il costo è elevato. Essendo un materiale naturale, il granito non richiede un processo di preparazione complesso e il costo è relativamente basso. Sebbene possa non essere all'altezza di alcuni materiali compositi di fascia alta in alcuni indicatori di stabilità termica, presenta vantaggi in termini di rapporto costo-prestazioni, ed è quindi ampiamente utilizzato in molte applicazioni convenzionali che richiedono specifici requisiti di stabilità termica. In quali settori vengono utilizzati componenti in granito, la stabilità termica è un fattore chiave? Fornire alcuni dati di test specifici o casi di studio sulla stabilità termica del granito. Quali sono le differenze tra i diversi tipi di stabilità termica del granito?
Data di pubblicazione: 28-03-2025