热膨胀仪是一种用于测量材料在温度变化过程中尺寸变化的精密仪器，广泛应用于材料科学、冶金、陶瓷、玻璃、塑料及复合材料等领域。它通过监测材料在受热或冷却时的线性或体积膨胀系数，为材料的热稳定性、相变行为及工程应用提供关键数据。
热膨胀仪的工作原理通常基于位移传感器（如电感式或光学传感器）实时检测样品长度变化，并结合高精度温控系统（如电阻炉或红外加热装置）实现程序升温或降温。常见的测量模式包括：推杆式（接触法）与非接触式（如激光干涉法），其中推杆式结构简单、成本较低，适用于大多数固体材料；而非接触式则避免了接触力对测量的影响，更适合薄膜或柔软样品。
现代热膨胀仪常与计算机系统集成，实现自动化数据采集与分析。通过软件可绘制热膨胀曲线（ΔL/L0 vs. T），并计算线性热膨胀系数（CTE）、玻璃化转变温度（Tg）及烧结特性等参数。例如，在陶瓷工业中，热膨胀仪用于优化烧结工艺以防止开裂；在电子封装领域，则用于评估材料与基板的热匹配性。
使用热膨胀仪时需注意样品制备、校准及环境控制。标准样品应具有均匀性与代表性，且需定期用标准物质（如蓝宝石）校准仪器以消除系统误差。升温速率、气氛（如空气、惰性气体）及样品支撑方式均会影响结果准确性。
随着技术进步，热膨胀仪正朝着更高精度（纳米级分辨率）、更宽温区（-260°C至3000°C）及多功能集成（如与DSC联用）方向发展。这一仪器不仅推动新材料研发，也为航空航天、能源装备等高端制造提供了不可或缺的检测支撑。
