有材料受到加熱后不會(huì)膨脹嗎？

羅伯特·馬修斯

我們都知道“熱脹冷縮”，即材料在受熱時(shí)體積會(huì)膨脹，在遇冷時(shí)體積會(huì)收縮。“熱脹冷縮”是大多數(shù)材料都遵循的規(guī)律，但是在一些特定條件下，也有一些材料反其道而行之，在受熱時(shí)，體積卻縮小了。

首先，正常情況下，熱收縮性橡膠等高分子聚合物的分子鏈?zhǔn)钦归_(kāi)的，當(dāng)橡膠受熱時(shí)，橡膠的分子鏈就會(huì)卷曲起來(lái)，造成橡膠體積縮小。

其次，水在0℃～4℃時(shí)會(huì)冷脹熱縮，當(dāng)溫度超過(guò)4℃，水又會(huì)恢復(fù)熱脹冷縮。水的反常膨脹受到兩種因素的影響：一方面，0℃左右的水中存在締合水分子（多個(gè)水分子連在一起）。隨溫度升高，大的締合水分子逐漸瓦解，變成三分子、雙分子締合水分子和單個(gè)水分子，這些小的締合水分子可以“嵌入”大的締合水分子中，因此，水的體積會(huì)減小。另一方面，隨著溫度升高，水分子的運(yùn)動(dòng)速度加快，分子間的距離會(huì)逐漸加大，水的體積會(huì)增大。在這兩種作用的影響下，水的體積出現(xiàn)了隨溫度升高，先縮小后膨脹的特點(diǎn)。

最后，負(fù)熱膨脹化合物在一定溫度范圍內(nèi)，也會(huì)發(fā)生熱縮現(xiàn)象。例如，鎢酸鋯在-273℃～770℃間，都會(huì)隨溫度升高而收縮，這是由它特殊的晶體結(jié)構(gòu)造成的。