热膨胀系数（Coefficient of Thermal Expansion，简称CTE）是 描述物体由于温度变化而发生体积膨胀或收缩的物理量。它定义为在等压条件下，单位温度变化所导致的长度量值的变化。热膨胀系数的单位通常是1/度（摄氏）。

热膨胀系数的定义和计算

热膨胀系数可以通过以下公式计算：

\[ \alpha = \frac{\Delta V}{V_0 \Delta T} \]

其中：

\（\Delta V\） 是温度变化时的体积变化量。

\（V_0\） 是初始温度下的体积。

\（\Delta T\） 是温度变化量。

对于线膨胀系数，通常用符号 \（\alpha\） 表示，单位是1/度（℃）。

影响热膨胀系数的因素

化学矿物组成：

材料的化学组成、结晶状态、晶体结构和键的强度都会影响热膨胀系数。

相变：

材料在发生相变时，其热膨胀系数也会发生变化。

合金元素：

合金中添加的元素会影响合金的热膨胀系数。

温度区间：

在较大的温度区间内，热膨胀系数通常不是常量，可能会随温度变化而变化。

热膨胀系数的应用

热膨胀系数在许多实际应用中都非常重要，例如：

材料科学：用于研究和设计新材料，以预测其在不同温度下的性能。

工程：在设计和制造过程中，考虑材料的热膨胀系数可以避免因温度变化引起的热应力问题。

物理实验：用于校准温度测量仪器和验证物理理论。

特殊情况

水：在0到4摄氏度之间，水会出现负膨胀，即温度升高时体积反而减小。

陶瓷材料：一些陶瓷材料在温度升高时几乎不发生几何特性变化，其热膨胀系数接近0。

总之，热膨胀系数是衡量材料热膨胀性能的重要物理量，广泛应用于材料科学、工程学和物理学等领域。