熱膨脹分析儀是在一定的溫度程序、負(fù)載力接近于零的情況下，測(cè)量樣品的尺寸變化隨溫度或時(shí)間的函數(shù)關(guān)系的儀器。物體由于溫度改變而有脹縮現(xiàn)象。其變化能力以等壓(P一定)下，單位溫度變化所導(dǎo)致的體積變化，即熱膨脹儀系數(shù)表示熱膨脹系數(shù)：α=ΔV/(V*ΔT)；
式中：ΔV為所給溫度變化；ΔT為物體體積的改變；V為物體體積。嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，上式只是溫度變化范圍不大時(shí)的微分定義式的差分近似；準(zhǔn)確定義要求ΔV與ΔT無(wú)限微小，這也意味著，熱膨脹系數(shù)在較大的溫度區(qū)間內(nèi)通常不是常量。
當(dāng)溫度變化不是很大時(shí)，α就成了常量，利用它，可以把固體和液體體積膨脹表示如下：Vt=V0(1 3αΔT)；而對(duì)理想氣體，Vt=V0(1 0.00367ΔT)；Vt、V0分別為物體末態(tài)和初態(tài)的體積。對(duì)于可近似看做一維的物體，長(zhǎng)度就是衡量其體積的決定因素，這時(shí)的熱膨脹系數(shù)可簡(jiǎn)化定義為：?jiǎn)挝粶囟雀淖兿麻L(zhǎng)度的增加量與的原長(zhǎng)度的比值，這就是線(xiàn)膨脹系數(shù)。對(duì)于三維的具有各向異性的物質(zhì)，有線(xiàn)膨脹系數(shù)和體膨脹系數(shù)之分。如石墨結(jié)構(gòu)具有顯著的各向異性，因而石墨纖維線(xiàn)膨脹系數(shù)也呈現(xiàn)出各向異性，表現(xiàn)為平行于層面方向的熱膨脹系數(shù)遠(yuǎn)小于垂直于層面方向。宏觀熱膨脹系數(shù)與各軸向膨脹系數(shù)的關(guān)系式有多個(gè)，普遍認(rèn)可的有Mrozowski算式：α=Aαc(1-A)αa；式中的：αa，αc分別為a軸和c軸方向的熱膨脹率，A被稱(chēng)為“結(jié)構(gòu)端面”參數(shù)。
熱膨脹分析儀使用需要做好三大方面：
1.使用的環(huán)境溫差不能太大。溫差過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備在使用中產(chǎn)生大量水蒸汽，時(shí)間久了，會(huì)加速部件的銹蝕，導(dǎo)致設(shè)備損壞。
2.不要靠近熱源。設(shè)備的擺放位置兩側(cè)應(yīng)預(yù)留一定的維護(hù)空間，以便設(shè)備散熱，還要注意不能與其他發(fā)熱電器放一起，以免增加設(shè)備耗電量。
3.不要頻繁開(kāi)關(guān)。因?yàn)樵撛O(shè)備的工作溫度相對(duì)較高，如果頻繁開(kāi)關(guān)，其內(nèi)部元器件在高、低溫度的轉(zhuǎn)變中，容易遭到破壞。
