熱膨脹系數(shù)是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)致的長度量值的變化，即熱膨脹系數(shù)表示。各物體的熱膨脹系數(shù)不同，一般金屬的熱膨脹系數(shù)單位為1/度（攝氏）。
線脹系數(shù)是指固態(tài)物質(zhì)當(dāng)溫度改變攝氏度1度時(shí)，其某一方向上的長度的變化和它在20℃（即標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境）時(shí)的長度的比值。
大多數(shù)情況之下，此系數(shù)為正值。也就是說溫度變化與長度變化成正比，溫度升高體積擴(kuò)大。但是也有例外，如水在0到4攝氏度之間，會(huì)出現(xiàn)負(fù)膨脹。而一些陶瓷材料在溫度升高情況下，幾乎不發(fā)生幾何特性變化，其熱膨脹系數(shù)接近0。
熱膨脹與熱容的關(guān)系
熱膨脹是固體材料受熱以后晶格振動(dòng)加劇而引起的容積膨脹，而晶格振動(dòng)的激化就是熱運(yùn)動(dòng)能量的增大。升高單位溫度時(shí)能量的增量即為熱容。因此熱膨脹系數(shù)與熱容密切相關(guān)，并與熱容有著相似的規(guī)律。即在低溫時(shí)，膨脹系數(shù)也像熱容一樣按T3規(guī)律變化，0 K時(shí)，α、c趨于零；高溫時(shí)，因有顯著的熱缺陷等原因，使α仍有一個(gè)連續(xù)的增加。
熱膨脹與結(jié)合能和熔點(diǎn)的關(guān)系
固體材料的熱膨脹與點(diǎn)陣中質(zhì)點(diǎn)的位能有關(guān)，而質(zhì)點(diǎn)的位能是由質(zhì)點(diǎn)間的結(jié)合力特性所決定的。質(zhì)點(diǎn)間的作用力越強(qiáng)，質(zhì)點(diǎn)所處的勢(shì)阱越深，升高同樣溫度，質(zhì)點(diǎn)振幅增加得越少，相應(yīng)地?zé)崤蛎浵禂?shù)越小。當(dāng)晶體結(jié)構(gòu)類型相同時(shí)，結(jié)合能大的材料的熔點(diǎn)也高，也就是說熔點(diǎn)高的材料膨脹系數(shù)較小。
影響因素
1：化學(xué)礦物組成。
熱膨脹系數(shù)與材料的化學(xué)組成、結(jié)晶狀態(tài)、晶體結(jié)構(gòu)、鍵的強(qiáng)度有關(guān)。組成相同，結(jié)構(gòu)不同的物質(zhì)，膨脹系數(shù)不相同。通常情況下，結(jié)構(gòu)緊密的晶體，膨脹系數(shù)較大；而類似于無定形的玻璃，往往有較小的膨脹系數(shù)。鍵強(qiáng)度高的材料一般會(huì)有低的膨脹系數(shù)。
2：相變。
材料發(fā)生相變時(shí)，其熱膨脹系數(shù)也要變化。純金屬同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變時(shí)，點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)重排伴隨著金屬比容突變，導(dǎo)致線膨脹系數(shù)發(fā)生不連續(xù)變化。
3：合金元素對(duì)合金熱膨脹有影響。
簡單金屬與非鐵磁性金屬組成的單相均勻固溶體合金的膨脹系數(shù)介于內(nèi)組元膨脹系數(shù)之間。而多相合金膨脹系數(shù)取決于組成相之間的性質(zhì)和數(shù)量，可以近似按照各相所占的體積百分比，利用混合定則粗略計(jì)算得到。
4：織構(gòu)的影響。
單晶或多晶存在織構(gòu)，導(dǎo)致晶體在各晶向上原子排列密度有差異，導(dǎo)致熱膨脹各項(xiàng)異性，平行晶體主軸方向熱膨脹系數(shù)大，垂直方向熱膨脹系數(shù)小。
5：內(nèi)部裂紋及缺陷也會(huì)對(duì)熱膨脹系數(shù)產(chǎn)生影響。
金屬膨脹系數(shù)：
鈹Be12.3
鋁Al23.2
銻Sb10.5
鉛Pb29.3
銅Cu17.5
鎘Cd41.0
鉻Cr6.2
鐵Fe12.2
鍺Ge6.0
金Au14.2
銥Ir6.5
鎂Mg26.0
錳Mn23.0
鉬Mo5.2
鎳Ni13.0
鉑Pt9.0
銀Ag19.5
錫Sn2.0
