元素や主な金属、樹脂について、熱膨張係数(線膨張係数)の一覧をまとめました。
熱膨張の原理と身近な例、設計上の注意事項については、こちら、
熱膨張の計算式や計算フォームについてはこちらをご覧ください。
熱膨張係数一覧
元素の線膨張係数
元素の線膨張係数の一覧は下記のとおりです。
元素名 | 線膨張係数 10-6/K |
温度 K |
---|---|---|
亜鉛 | 39.7 | 293~523 |
アルミニウム | 23.6 | 293~373 |
アンチモン | 8.5~10.8 | 293~373 |
硫黄 | 64 | 293~313 |
イッテルビウム | 25 | 293~313 |
イリジウム | 6.8 | 293~313 |
インジウム | 33 | 293~313 |
ウラン | 6.8~14.1 | 293~313 |
エルビウム | 9 | 293~313 |
オスミウム | 4.6 | 323 |
カドミウム | 29.8 | 293~313 |
ガドリニウム | 4 | 313 |
カリウム | 83 | 293~313 |
ガリウム | 18 | 273~303 |
カルシウム | 22.3 | 273~673 |
金 | 14.2 | 293~313 |
銀 | 19.68 | 273~373 |
クロム | 6.2 | 293~313 |
ケイ素 | 2.8~7.3 | 293~313 |
ゲルマニウム | 5.75 | 293~313 |
コバルト | 13.8 | 293~313 |
ジスプロシウム | 9 | 293~313 |
ジルコニウム | 5.85 | 293~313 |
スズ | 23 | 273~373 |
セシウム | 97 | 273~299 |
セリウム | 8 | 293~313 |
セレン | 37 | 293~313 |
ビスマス | 13.3 | 293~313 |
タリウム | 28 | 293~313 |
タングステン | 4.6 | 293~313 |
炭素(石墨) | 0.6~4.3 | 293~373 |
タンタル | 6.5 | 293~313 |
チタン | 8.41 | 293~313 |
鉄 | 11.76 | 298 |
テルビウム | 7 | 293~313 |
テルル | 16.75 | 293~313 |
銅 | 16.5 | 293~313 |
トリウム | 12.5 | 298~373 |
ナトリウム | 71 | 293~313 |
鉛 | 29.3 | 290~373 |
ニオブ | 7.31 | 293~313 |
ニッケル | 13.3 | 273~373 |
ネオジウム | 6 | 293~313 |
白金 | 8.9 | 293~313 |
バナジウム | 8.3 | 296~373 |
ハフニウム | 5.9 | 293~473 |
パラジウム | 11.76 | 293~313 |
ヒ素 | 47 | 293~313 |
プラセオジウム | 4 | 293~313 |
プルトニウム | 55 | 294~377 |
ベリリウム | 11.6 | 293~373 |
ホウ素 | 8.3 | 293~373 |
マグネシウム(a軸) | 27.1 | 293~313 |
マンガン | 22 | 293~313 |
モリブデン | 4.9 | 293~373 |
ユーロピウム | 26 | 293~313 |
ヨウ素 | 93 | 293~313 |
ランタン | 5 | 293~313 |
リチウム | 56 | 293~313 |
リン | 125 | 293~313 |
ツテニウム | 9.1 | 293~313 |
ルビジウム | 90 | 293~313 |
レニウム | 6.7 | 293~773 |
ロジウム | 8.3 | 293~313 |
実用金属材料の線膨張係数
実用的な金属材料の線膨張係数係数の一覧を下記に示します。
元素名 | 線膨張係数 10-6/K |
温度 K |
---|---|---|
アームコ鉄 | 11.7 | - |
低炭素鋼(C0.08~0.12) | 11.3~11.6 | - |
中炭素鋼(C0.4~0.5) | 10.7 | - |
高炭素鋼(C0.8~1.6) | 9.6~10.9 | - |
高張力鋼(HT80) | 12.7 | - |
機械構造用マンガン鋼 | 14.6 | - |
クロム鋼(SCr430) | 12.6 | 300~470 |
クロムモリブデン鋼(SCM440) | 12.3 | - |
ニッケル・クロム鋼 | 13.3 | 300~670 |
肌焼鋼 | 11.2 | - |
低温用鋼(3Ni) | 10.9 | - |
マルエージング鋼(250) | 10.1 | 300~560 |
マルテンサイト系ステンレス鋼(SUS410) | 9.9 | - |
フェライト系ステンレス鋼(SUS405) | 10.8 | - |
オーステナイト系ステンレス鋼(SUS304) | 17.3 | - |
析出硬化型ステンレス鋼(SUS631) | 11.0 | - |
高マンガン鋼(ハドフィールド鋼) | 13.9 | - |
インコネル600 | 13.3 | - |
インコネルX750 | 12.6 | - |
インコロイ800 | 14.2 | - |
ハステロイX | 13.9 | - |
ステライト6B | 13.9 | - |
ニモニック80A | 11.1 | - |
工具鋼(SKD6) | 10.8 | - |
ねずみ鋳鉄 | 9.2~11.8 | - |
球状黒鉛鋳鉄 | 10 | - |
黒心可鍛鋳鉄 | 11.6 | - |
ケイ素鋼 | 12~15 | - |
パーマロイ | 12 | - |
超硬合金(WC94、Co6) | 5.0 | - |
超硬合金(WC88、TiC5、Co7) | 5.0 | - |
超硬合金(WC78、TiC16、Co6) | 6.0 | - |
超硬合金(WC34、TiC60、Co6) | 7.5 | - |
無酸素銅(C1020) | 17.6 | - |
タフピッチ銅(C1100) | 17.6 | - |
9/1丹銅(C2200) | 18.7 | - |
7/3黄銅(C2600) | 19.9 | - |
65/35黄銅(C2680) | 20.3 | - |
6/4黄銅(C2801) | 20.8 | - |
快削黄銅(C3710) | 20.6 | - |
ネパール黄銅(C4621) | 21.2 | - |
リン青銅(C5212) | 18.2 | - |
白銅(C7060) | 17.1 | - |
洋白(C7521) | 17.1 | - |
ベリリウム銅(C1720) | 17.1 | - |
黄銅鋳物(CAC202(旧YbsC2)) | 20.2 | - |
青銅鋳物(CAC402(旧BC2)) | 19.0 | - |
リン青銅鋳物(CAC502(旧PBC2)) | 18.0 | - |
ニッケル(NNC) | 13 | - |
モネルメタル400 | 14.0 | - |
ニクロム | 17.3 | - |
マンガニン | 17 | - |
工業用純アルミニウム(A1100-H18) | 23.6 | - |
ジュラルミン(A2017-T4) | 23.4 | - |
超ジュラルミン(A2024-T4) | 23.2 | - |
超々ジュラルミン(A7075-T6) | 23.6 | - |
耐食アルミニウム(A5083-H32) | 23.4 | - |
耐食アルミニウム(A6063-T6) | 23.6 | - |
ラウタル(AC2A-T6) | 24.0 | - |
シルミン(AC3A-F) | 20.4 | - |
アルミニウム鋳物用合金(AC4CH-T6) | 21.5 | - |
アルミニウムダイカスト用合金(ADC12) | 21.0 | - |
エレクトロン | 26 | - |
工業用純チタン(C.P.Ti) | 8.4 | - |
6AL-4V合金 | 8.4 | - |
亜鉛ダイカスト用合金(ZDC-2) | 27.4 | - |
型鋳物用亜鉛合金(ザマック2) | 27.7 | - |
ILZRO-12 | 27.9 | - |
バビットメタル | 24 | - |
スズ基ホワイトメタル | 22.8 | - |
樹脂材料の線膨張係数
樹脂材料の線膨張係数の一覧を下記に示します。
金属と樹脂を比較するとだいたい1桁、樹脂の方が膨張しやすいことになります。
元素名 | 線膨張係数 10-5/K |
---|---|
ポリエチレン(高密度) | 5.9~11 |
ポリプロピレン | 5.8~10.2 |
塩化ビニル樹脂(硬質) | 5.0~10.0 |
三フッ化エチレン | 4.5~7.0 |
四フッ化エチレン | 10 |
メタクリル樹脂 | 5.0~9.0 |
ポリスチレン | 6.0~8.0 |
ABS樹脂(HI) | 9.5~13.0 |
ポリカーボネート | 6.6 |
ポリアセタール | 8.1~8.5 |
ポリアミド | 8.3 |
変性PPO | 5.2 |
ポリイミド(ガラス入り) | 1.5 |
フェノール樹脂成形品 | 2.5~6.0 |
エポキシ樹脂注型品 | 4.5~6.5 |
不飽和ポリエステル樹脂注型品 | 5.5~10.0 |
ポリウレタン樹脂注型品 | 10.0~20.0 |
セラミックスの線膨張係数
元素名 | 線膨張係数 10-6/K |
---|---|
アルミナ(Al2O3) | 6.6~7.3 |
ジルコニア(ZrO2) | 10.0~10.8 |
炭化ケイ素(SiC) | 3.6~3.7 |
窒化ケイ素(Si3N4) | 2.4~2.9 |
熱膨張係数とは?線膨張係数の違い
熱膨張係数(熱膨張率)は、温度変化による長さや体積の変化の関係を示す係数です。
長さの変化は、線膨張係数(線膨張率)、体積の変化は、体積膨張係数(体積膨張率)とも呼ばれます。
固体の場合は形状があるので、寸法の変化が重要視される場合が多く、特定の2点間の距離の変化に着目した線膨張係数が重要となります。
そのため、熱膨張係数と言った場合でも、線膨張係数のことを示すことが多いです。
ちなみに、体積膨張係数は、線膨張係数の約3倍となります。
熱膨張係数の単位
熱膨張係数の単位は、1/K となります。
これだと値が小さすぎるので、一般的に金属の場合は、
10-6/K
樹脂の場合は、
10-5/K
とすることが多いです。
1K=- 273.15℃
であり、1K(ケルビン)と、1℃(摂氏)は、1目盛りの大きさが同じ(差をとると同じ)なので、熱膨張係数の値は、℃でも同じです。