Koeficient lineárnej rozťažnosti žuly je zvyčajne okolo 5,5 – 7,5 x 10⁶/℃. Avšak v závislosti od druhu žuly sa koeficient rozťažnosti môže mierne líšiť.
Žula má dobrú teplotnú stabilitu, ktorá sa prejavuje najmä v nasledujúcich aspektoch:
Malá tepelná deformácia: vďaka nízkemu koeficientu rozťažnosti je tepelná deformácia žuly pri zmene teploty relatívne malá. To umožňuje žulovým komponentom udržiavať stabilnejšiu veľkosť a tvar v rôznych teplotných prostrediach, čo prispieva k zabezpečeniu presnosti presných zariadení. Napríklad pri vysoko presných meracích prístrojoch, ak sa žula používa ako podklad alebo pracovný stôl, aj keď teplota okolia kolíše, je možné tepelnú deformáciu regulovať v malom rozsahu, aby sa zabezpečila presnosť výsledkov merania.
Dobrá odolnosť voči tepelným šokom: Žula dokáže odolať určitému stupňu rýchlych zmien teploty bez zjavných trhlín alebo poškodenia. Je to vďaka jej dobrej tepelnej vodivosti a tepelnej kapacite, ktoré umožňujú rýchly a rovnomerný prenos tepla pri zmene teploty, čím sa znižuje koncentrácia vnútorného tepelného napätia. Napríklad v niektorých priemyselných výrobných prostrediach, keď sa zariadenie náhle spustí alebo zastaví, teplota sa rýchlo zmení a žulové komponenty sa dokážu lepšie prispôsobiť tomuto tepelnému šoku a udržať si stabilitu svojho výkonu.
Dobrá dlhodobá stabilita: Po dlhom období prirodzeného starnutia a geologického pôsobenia sa vnútorné napätie žuly v podstate uvoľnilo a štruktúra je stabilná. Pri dlhodobom používaní, aj po viacerých teplotných cykloch, sa jej vnútorná štruktúra ťažko mení, a preto si udržiava dobrú teplotnú stabilitu, čo poskytuje spoľahlivú oporu pre vysoko presné zariadenia.
V porovnaní s inými bežnými materiálmi je tepelná stabilita žuly na vyššej úrovni, nasleduje porovnanie medzi žulou a kovovými materiálmi, keramickými materiálmi a kompozitnými materiálmi z hľadiska tepelnej stability:
V porovnaní s kovovými materiálmi:
Koeficient tepelnej rozťažnosti všeobecných kovových materiálov je relatívne veľký. Napríklad koeficient lineárnej rozťažnosti bežnej uhlíkovej ocele je približne 10-12x10⁶/℃ a koeficient lineárnej rozťažnosti hliníkovej zliatiny je približne 20-25x10⁶/℃, čo je výrazne viac ako u žuly. To znamená, že pri zmene teploty sa veľkosť kovového materiálu mení výraznejšie a v dôsledku tepelnej rozťažnosti a zmršťovania za studena sa ľahko vytvára väčšie vnútorné napätie, čo ovplyvňuje jeho presnosť a stabilitu. Veľkosť žuly sa pri kolísaní teploty mení menej, čo umožňuje lepšie zachovať pôvodný tvar a presnosť. Tepelná vodivosť kovových materiálov je zvyčajne vysoká a pri rýchlom zahrievaní alebo chladení sa teplo rýchlo vedie, čo vedie k veľkému teplotnému rozdielu medzi vnútrom a povrchom materiálu a následne k tepelnému namáhaniu. Naproti tomu tepelná vodivosť žuly je nízka a vedenie tepla je relatívne pomalé, čo môže do určitej miery zmierniť vznik tepelného namáhania a vykazovať lepšiu tepelnú stabilitu.
V porovnaní s keramickými materiálmi:
Koeficient tepelnej rozťažnosti niektorých vysokovýkonných keramických materiálov môže byť veľmi nízky, ako napríklad keramika z nitridu kremíka, ktorej lineárny koeficient rozťažnosti je približne 2,5 – 3,5 x 10⁶/℃, čo je menej ako u žuly, a má určité výhody v tepelnej stabilite. Keramické materiály sú však zvyčajne krehké, odolnosť voči tepelným šokom je relatívne nízka a pri prudkých zmenách teploty sa ľahko tvoria praskliny alebo dokonca trhliny. Hoci koeficient tepelnej rozťažnosti žuly je o niečo vyšší ako u niektorých špeciálnych keramických materiálov, má dobrú húževnatosť a odolnosť voči tepelným šokom, dokáže odolať určitému stupňu teplotných zmien. V praktických aplikáciách, vo väčšine prostredí s neextrémnymi teplotnými zmenami, môže žula spĺňať požiadavky na tepelnú stabilitu a jej komplexný výkon je vyváženejší a náklady sú relatívne nízke.
V porovnaní s kompozitnými materiálmi:
Niektoré pokročilé kompozitné materiály môžu dosiahnuť nízky koeficient tepelnej rozťažnosti a dobrú tepelnú stabilitu vďaka rozumnému návrhu kombinácie vlákien a matrice. Napríklad koeficient tepelnej rozťažnosti kompozitov vystužených uhlíkovými vláknami sa dá upraviť podľa smeru a obsahu vlákien a v niektorých smeroch môže dosiahnuť veľmi nízke hodnoty. Proces prípravy kompozitných materiálov je však zložitý a náklady sú vysoké. Ako prírodný materiál žula nevyžaduje zložitý proces prípravy a náklady sú relatívne nízke. Hoci v niektorých ukazovateľoch tepelnej stability nemusí byť taká dobrá ako niektoré špičkové kompozitné materiály, má výhody z hľadiska nákladovej efektívnosti, takže sa široko používa v mnohých konvenčných aplikáciách, ktoré majú určité požiadavky na tepelnú stabilitu. V ktorých odvetviach sa používajú žulové komponenty, pričom teplotná stabilita je kľúčovým faktorom? Uveďte niektoré konkrétne testovacie údaje alebo prípady tepelnej stability žuly. Aké sú rozdiely medzi rôznymi typmi tepelnej stability žuly?
Čas uverejnenia: 28. marca 2025