激光干涉法測量固體材料熱膨脹率的不確定度研究.pdf

1、熱膨脹率是表征材料熱物理性質(zhì)的重要參數(shù)之一。準(zhǔn)確測量材料的熱膨脹率，對基礎(chǔ)科學(xué)研究、技術(shù)創(chuàng)新、實際應(yīng)用都有著非常重要的意義。
　　 本研究是在中國計量科學(xué)研究院最新建立的激光干涉法固體材料熱膨脹率測量標(biāo)準(zhǔn)裝置上進行的，旨在對該裝置進行復(fù)現(xiàn)性實驗研究和不確定度評估，為以后裝置的改進提供依據(jù)，以及為我國熱膨脹率測量標(biāo)準(zhǔn)裝置的建立和熱膨脹率量值傳遞奠定基礎(chǔ)。
　　 主要內(nèi)容是利用熱膨脹率測量標(biāo)準(zhǔn)裝置，以美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院（

2、NIST）提供的738奧氏體不銹鋼和單晶硅為樣品，在常溫、300℃、600℃和800℃進行復(fù)現(xiàn)性實驗研究，并對測量數(shù)據(jù)進行國際比對，以及對影響測量的因素進行了分析討論，通過光路的改進和新測量系統(tǒng)的開發(fā)對該裝置進行了提高，最后重點對測量不確定度進行分析。
　　 復(fù)現(xiàn)性實驗是在不同溫度對樣品進行了多次的重復(fù)測量，測量結(jié)果相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在1％以內(nèi)。由此可得，該裝置在不同溫度具有較高的重復(fù)性。
　　 為了驗證裝置的可靠性，從常溫到

3、1200K對738奧氏體不銹鋼和單晶硅的測量數(shù)據(jù)與NIST參考數(shù)據(jù)和文獻公布數(shù)據(jù)進行比對，相對偏差小于3％。
　　 在實驗基礎(chǔ)上，對干涉信號漂移、光學(xué)元件膨脹、溫場梯度、升溫速率和升溫步長等影響測量的因素進行了分析討論，并對裝置進行了改進，同時開發(fā)了一套功能更全、操作更方便的全自動采集控制軟件。這些研究對提高該裝置的性能具有實際應(yīng)用價值。
　　 最后，對測量不確定度進行分析，結(jié)果表明：溫度測量、光學(xué)元件膨脹對熱膨脹率測量