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热膨胀仪，是在一定的温度程序、负载力接近于零的情况下，测量样品的尺寸变化随温度或时间的函数关系的仪器。
     热膨胀系数物体由于温度改变而有胀缩现象。其变化能力以等压（p一定）下，单位温度变化所导致的体积变化，即热膨胀系数表示热膨胀系数α=ΔV/（V*ΔT）. 式中ΔV为所给温度变化ΔT下物体体积的改变，V为物体体积 严格说来，上式只是温度变化范围不大时的微分定义式的差分近似；准确定义要求ΔV与ΔT无限微小，这也意味着，热膨胀系数在较大的温度区间内通常不是常量。 温度变化不是很大时，α就成了常量，利用它，可以把固体和液体体积膨胀表示如下： Vt=V0（1 3αΔT）， 而对理想气体， Vt=V0（1 0.00367ΔT）； Vt、V0分别为物体末态和初态的体积 对于可近似看做一维的物体，长度就是衡量其体积的决定因素，这时的热膨胀系数可简化定义为：单位温度改变下长度的增加量与的原长度的比值，这就是线膨胀系数。 对于三维的具有各向异性的物质，有线膨胀系数和体膨胀系数之分。如石墨结构具有显著的各向异性，因而石墨纤维线膨胀系数也呈现出各向异性，表现为平行于层面方向的热膨胀系数远小于垂直于层面方向。 宏观热膨胀系数与各轴向膨胀系数的关系式有多个，普遍认可的有Mrozowski算式： α=Aαc （1-A）αa αa,αc分别为a轴和c轴方向的热膨胀率，A被称为“结构端面”参数。
热膨胀仪可测量固体、熔融金属、粉末、涂料等各类样品。