Lämpölaajenemiskäyrät

Lämpölaajenemiskäyrät kuvaavat materiaalin tilavuuden tai pituuden muutosta suhteessa lämpötilan muutokseen. Lähes kaikki aineet laajenevat lämmitettäessä ja supistuvat jäähtyessään, ja tämä ilmiö tunnetaan lämpölaajenemisena. Lämpölaajenemiskäyrä esittää tämän riippuvuuden graafisesti, yleensä pituus- tai tilavuusmuutoksen funktiona lämpötilasta. Lineaarisessa lämpölaajenemisessa oletetaan, että muutos on suoraan verrannollinen lämpötilan muutokseen, ja tätä kuvaa lineaarinen käyrä. Monimutkaisemmissa materiaaleissa, kuten polymeereissä tai epäyhtenäisissä seoksissa, lämpölaajeneminen ei välttämättä ole lineaarista, ja tällöin käyrät voivat olla epälineaarisia tai jopa sisältää käännekohtia.

Lämpölaajenemiskertoimet ovat numeerisia arvoja, jotka kuvaavat materiaalin taipumusta laajentua. Ne ovat yleensä materiaalispesifisiä ja riippuvat myös lämpötila-alueesta. Esimerkiksi metallit, kuten teräs ja alumiini, ovat tunnettuja suhteellisen suurista lämpölaajenemiskertoimistaan, kun taas keraamit ja jotkin komposiittimateriaalit ovat vähemmän herkkiä lämpötilan muutoksille. Lämpölaajenemiskäyrien ymmärtäminen on tärkeää monilla teknisillä aloilla, kuten rakentamisessa, koneenrakennuksessa ja elektroniikassa, jotta vältetään rakenteelliset vauriot, jotka johtuvat materiaalien epätasaisesta laajenemisesta ja supistumisesta eri lämpötiloissa. Käyriä käytetään myös materiaalien suunnittelussa ja sovelluskohteiden valinnassa.