線膨張係数とは？| 解説と計算方法・素材別一覧

ここでは、線膨張係数について解説いたします。

線膨張係数とは

線膨張係数とは、温度の上昇によって生じる物体の変化や長さの膨張する割合のことです。

よって、線膨張係数の値が大きい材料は、温度上昇により長さに変化が起こりやすいといえます。

熱膨張係数との違いは？

線膨張係数のことを熱膨張係数と呼ぶケースもあり、ほぼ同義となります。

熱膨張係数の場合、物体の体積が膨張する割合である「体積膨張係数」を表すこともあります。

線膨張係数の計算式

線膨張係数は、1℃の温度変化による変形量ΔLと変形前の長さLの割合で求めることができます。

計算式は以下となります。

• 線膨張係数α＝(ΔL/L)×(1/ΔT)

線膨張係数の単位

線膨張係数の単位は以下のいずれかで表します。

• 1/℃
• 1/K

「℃」は摂氏温度の単位、「K」は絶対温度の単位で「ケルビン」と読みます。

線膨張係数の単位を「1/℃」から「1/K」に換算しても値は同一となります。

主な材料の線膨張係数

一般的にあつかわれる材料の線膨張係数は、以下の通りとなります。

金属の線膨張係数

材質		線膨張係数(10-6/℃)
アルミニウム	A2017	23.6
	A5052	23.8
	A5056	24.3
	A7075	23.6
構造用鋼	SS400	11.7
炭素鋼	S45C	12.1
	S50C	11.7
	S55C	11.7
工具鋼	SKS3	12.2
	SKD11	12.0
ステンレス鋼	SUS303	17.3
	SUS304	17.3
	SUS430	10.4
銅	C1100	17.7
	C1020	17.7
真鍮	C2801	20.8
	C3604	20.5
	C2700	20.3
チタン		6.3~8.4
マグネシウム合金	AZ31	26.8
	AZ91	27.2
モリブデン		5.2
タングステン		4.4
インコネル		11.5～13.3
カリウム		85
金		14.2
銀		18.9
鉄		11.8
鉛		28.9
ニッケル		13.4
白金		8.8
マグネシウム		24.8
プリハードン鋼		11.5
ニクロム		18
ジュラルミン		23
プラチナ		8.9

樹脂の線膨張係数

材質		線膨張係数(10-6/℃)
MCナイロン	MC801	80
6ナイロン	6N	72
ジュラコン、ポリアセタール	POM	81～85
ポリプロピレン	PP	58～100
ポリエチレン	PE	120～140
超高分子量ポリエチレン	U-PE UHMW	100～190
ポリカーボネート	PC	66
ポリエチレンテレフタレート	PET	65
アクリル	PMMA	50～90
塩化ビニール	PVC	50～100
アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン	ABS	65～95
テフロン	PTFE	70～100
ポリブチレンテレフタレート	PBT	25～95
ポリエーテルエーテルケトン	PEEK	25～50
ポリフェニレンサルファイド	PPS	49
ポリアミドイミド	PAI	30.6
ポリフッ化ビニリデン	PVDF	160
ベークライト、フェノール樹脂	布ベーク	60
	紙ベーク	160
エポキシガラス		60～60.5
ポリスチレン		34-210
ポリメタクリル酸メチル		80

その他の材質の線膨張係数

材質	線膨張係数(10-6/℃)
ケイ素	2.6
ダイヤモンド	1.0
ジルコニア	5.4
グラファイト	3.1
ホウ素	4.7
花崗岩	4-10
大理石	3〜15
一般的なガラス	8-10
パイレックスガラス	2.8

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弊社では熱膨張を抑えるため、なるべく摩擦熱を発生させないように研磨をしております。また測定の前にも温度慣らしを行い、測定結果に影響が出ないよう対策をしております。

上記の材質に限らず、金属・樹脂・セラミックス・結晶材料など様々な材質に対して精密な研磨が可能です。材料の選定についてもお悩みなどありましたらぜひお気軽にご相談下さい。

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