แผ่นสแตนเลสขยายตัวเมื่อถูกความร้อนสาเหตุหลักมาจากปรากฏการณ์ทางกายภาพของการขยายตัวทางความร้อน เหตุผลเฉพาะมีดังนี้:
1. การเคลื่อนที่ของโมเลกุลเข้มข้นขึ้น: เมื่อแผ่นสแตนเลสเมื่อถูกความร้อน อะตอมหรือโมเลกุลภายในโลหะจะได้รับพลังงานความร้อนมากขึ้น ส่งผลให้การเคลื่อนที่รุนแรงขึ้น ตามหลักการของอุณหพลศาสตร์ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น พลังงานจลน์เฉลี่ยระหว่างโมเลกุลจะเพิ่มขึ้น ซึ่งทำให้แรงปฏิสัมพันธ์ระหว่างอะตอมเปลี่ยนแปลง ระยะห่างระหว่างอะตอมเพิ่มขึ้น และปริมาตรโดยรวมของโลหะจะขยายตัว
2. การขยายตัวทางความร้อนเชิงเส้น: การขยายตัวทางความร้อนของเหล็กกล้าไร้สนิมเป็นกระบวนการขยายตัวเชิงเส้น กล่าวคือ ความยาว พื้นที่ และปริมาตรของโลหะจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น โดยปกติแล้ว การขยายตัวของโลหะจะเป็นไปตามความยาวของมัน และระดับของการขยายตัวจะขึ้นอยู่กับค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนของโลหะ
3. ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อน: ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนของเหล็กกล้าไร้สนิมเป็นปริมาณทางกายภาพที่อธิบายระดับการขยายตัวเนื่องจากความร้อน เหล็กสแตนเลสที่มีองค์ประกอบของโลหะผสมต่างกันจะมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนแตกต่างกันเล็กน้อย แต่โดยทั่วไปแล้ว ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของเหล็กสแตนเลสมีขนาดค่อนข้างเล็ก แต่จะยังคงขยายตัวอย่างมีนัยสำคัญที่อุณหภูมิสูง โดยทั่วไป ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนของเหล็กสเตนเลสจะอยู่ที่ประมาณ 10 × 10^-6 /°C ซึ่งหมายความว่าทุกๆ 1°C ที่เพิ่มขึ้น แผ่นเหล็กสเตนเลสยาว 1 เมตรจะมีความยาวเพิ่มขึ้นประมาณ 10 ไมครอน
4. การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างขัดแตะ: โครงสร้างขัดแตะของสแตนเลสจะขยายตัวเมื่อถูกความร้อน เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น โครงสร้างผลึกภายในโลหะจะคลายตัวลง ทำให้ปริมาตรโดยรวมของโลหะขยายตัว การขยายตัวนี้จะปรากฏให้เห็นเมื่อโลหะมีลักษณะใหญ่ขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่อุณหภูมิสูงขึ้น ซึ่งปรากฏการณ์การขยายตัวมีความสำคัญมากขึ้น
5. ความเครียดและการเสียรูป: เมื่อแผ่นเหล็กสแตนเลสถูกให้ความร้อน หากมีการไล่ระดับอุณหภูมิ ระดับการขยายตัวของพื้นผิวและด้านในของโลหะอาจแตกต่างกัน ซึ่งอาจทำให้เกิดความเครียดภายในแผ่นสแตนเลสและอาจทำให้เกิดการโค้งงอหรือการเสียรูปได้ อย่างไรก็ตาม ภายใต้สถานการณ์ปกติ หากการให้ความร้อนสม่ำเสมอ การขยายตัวก็จะสม่ำเสมอ
สรุป: เหตุผลหลักในการขยายตัวของแผ่นเหล็กสแตนเลสเมื่อถูกความร้อนจะเกิดปรากฏการณ์การขยายตัวทางความร้อน เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น การสั่นสะเทือนของอะตอมภายในโลหะจะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ระยะห่างระหว่างอะตอมและปริมาตรโดยรวมเพิ่มขึ้น ระดับการขยายตัวนี้ได้รับผลกระทบจากค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนของวัสดุและการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
