Le coefficient de dilatation linéaire du granit est généralement de l'ordre de 5,5 à 7,5 x 10⁻⁶/°C. Cependant, il peut varier légèrement selon le type de granit.
Le granit présente une bonne stabilité thermique, qui se manifeste principalement par les aspects suivants :
Faible déformation thermique : grâce à son faible coefficient de dilatation, le granit se déforme très peu sous l’effet des variations de température. Ceci permet aux éléments en granit de conserver une forme et des dimensions plus stables dans différents environnements thermiques, ce qui contribue à garantir la précision des équipements. Par exemple, dans les instruments de mesure de haute précision, l’utilisation du granit comme socle ou table de travail permet de limiter la déformation thermique, même en cas de fluctuations de la température ambiante, assurant ainsi la précision des mesures.
Bonne résistance aux chocs thermiques : le granit supporte des variations de température rapides sans se fissurer ni s’endommager. Grâce à sa bonne conductivité thermique et à sa capacité thermique élevée, il dissipe la chaleur rapidement et uniformément lors des changements de température, réduisant ainsi la concentration des contraintes thermiques internes. Par exemple, dans certains environnements de production industrielle, lors du démarrage ou de l’arrêt brutal d’un équipement, la température fluctue rapidement ; les composants en granit s’adaptent alors mieux à ces chocs thermiques et conservent la stabilité de leurs performances.
Excellente stabilité à long terme : Après une longue période de vieillissement naturel et d’action géologique, les contraintes internes du granite sont en grande partie relâchées, et sa structure est stable. Lors d’une utilisation prolongée, même après de multiples variations de température, sa structure interne reste quasiment inchangée, ce qui lui permet de maintenir une bonne stabilité thermique et d’assurer un support fiable pour les équipements de haute précision.
Comparée à d'autres matériaux courants, la stabilité thermique du granit est supérieure. Voici une comparaison entre le granit et les métaux, les matériaux céramiques et les matériaux composites en termes de stabilité thermique :
Comparé aux matériaux métalliques :
Le coefficient de dilatation thermique des métaux courants est relativement élevé. Par exemple, le coefficient de dilatation linéaire de l'acier au carbone ordinaire est d'environ 10⁻¹² × 10⁻⁴/°C, et celui de l'alliage d'aluminium d'environ 20⁻²⁵ × 10⁻⁴/°C, valeurs nettement supérieures à celle du granit. Cela signifie que les variations de température entraînent des variations dimensionnelles plus importantes dues à la dilatation thermique et à la contraction thermique, ce qui peut engendrer des contraintes internes plus élevées et affecter la précision et la stabilité du matériau. Le granit, quant à lui, présente des variations dimensionnelles moindres lors des fluctuations de température, ce qui lui permet de mieux conserver sa forme et sa précision initiales. La conductivité thermique des métaux est généralement élevée ; lors d'un chauffage ou d'un refroidissement rapide, la chaleur se propage rapidement, créant un écart de température important entre l'intérieur et la surface du matériau et, par conséquent, des contraintes thermiques. À l'inverse, la faible conductivité thermique du granit, et donc la lenteur de la conduction thermique, permettent d'atténuer les contraintes thermiques et d'obtenir une meilleure stabilité thermique.
Comparé aux matériaux céramiques :
Le coefficient de dilatation thermique de certains matériaux céramiques haute performance peut être très faible, comme celui des céramiques en nitrure de silicium, dont le coefficient de dilatation linéaire est d'environ 2,5 à 3,5 × 10⁻⁶/°C, inférieur à celui du granit, ce qui leur confère certains avantages en termes de stabilité thermique. Cependant, les matériaux céramiques sont généralement fragiles, leur résistance aux chocs thermiques est relativement faible et des fissures, voire des craquelures, peuvent facilement apparaître lors de variations brusques de température. Bien que le coefficient de dilatation thermique du granit soit légèrement supérieur à celui de certaines céramiques spéciales, il possède une bonne ténacité et une bonne résistance aux chocs thermiques, et peut supporter une certaine variation de température. En pratique, pour la plupart des environnements à faible variation de température, la stabilité thermique du granit est suffisante et ses performances globales sont plus équilibrées, pour un coût relativement faible.
Comparativement aux matériaux composites :
Certains matériaux composites avancés peuvent atteindre un faible coefficient de dilatation thermique et une bonne stabilité thermique grâce à une conception optimisée de la combinaison fibre-matrice. Par exemple, le coefficient de dilatation thermique des composites renforcés de fibres de carbone peut être ajusté en fonction de la direction et de la proportion des fibres, et atteindre des valeurs très faibles dans certaines directions. Cependant, le procédé de fabrication de ces matériaux composites est complexe et coûteux. Le granit, matériau naturel, ne nécessite pas de procédé de fabrication complexe et son coût est relativement faible. Bien qu'il ne soit pas aussi performant que certains matériaux composites haut de gamme en termes de stabilité thermique, son rapport coût-efficacité avantageux explique son utilisation répandue dans de nombreuses applications conventionnelles exigeant une certaine stabilité thermique. Dans quels secteurs les composants en granit sont-ils utilisés, la stabilité thermique étant un critère essentiel ? Veuillez fournir des données d'essais ou des exemples concrets concernant la stabilité thermique du granit. Quelles sont les différences de stabilité thermique entre les différents types de granit ?
Date de publication : 28 mars 2025