Метал расте када се загреје. Ово основно понашање ствара инжењерске изазове када се грејачи кертриџа монтирају у прецизну опрему као што су алати за обраду полупроводника или оптички производни системи.
Грејач кертриџа пречника од дванаест{0}}милиметара који ради на четири стотине степени Целзијуса шири приближно нулту тачку један пет милиметара у пречнику. Отвор за монтажу, такође загрејан, али обично хладнији, мање се шири. Интерференција која је обезбедила добар топлотни контакт на собној температури постаје приањање под притиском на радној температури.
Без правилног дизајна зазора, развија се неколико проблема. Плашт грејача доживљава притисак на притисак, потенцијално се деформише или пуца. Главна компонента-често се прецизно-обрађен алуминијум или челични блок-изобличава услед топлотног напрезања. У екстремним случајевима, грејачи се трајно заглаве у монтажним рупама, што захтева деструктивно уклањање.
Прорачуни експанзије морају узети у обзир температурне градијенте. Плашт грејача ради најтоплије. Околна компонента има варијацију унутрашње температуре. Анализа коначних елемената помаже у предвиђању стварне дистрибуције напона, али искусни инжењери користе основна правила за стандардне конфигурације.
За алате од алуминијума уобичајене у преради пластике, коефицијенти експанзије значајно се разликују од челичних грејача. Алуминијум се шири отприлике двоструко више од челика за исту температурну промену. Овај диференцијал заправо побољшава термални контакт у апликацијама за{2}}прилагођавање интерференције како температура расте.
Али током хлађења, дешава се обрнуто. Алуминијум се скупља брже, потенцијално лабави контакт и ствара ваздушне празнине. Термички циклус тако ствара различит квалитет контакта, објашњавајући зашто неке апликације развијају проблеме са температурном конзистентношћу тек након што се термичка историја акумулира.
Лабаве{0}}инсталације са смешама за пренос топлоте избегавају ове проблеме. Једињење испуњава микроскопске површинске неправилности, обезбеђујући топлотни контакт без механичких сметњи. Једињења пуњена силиконом-или керамиком- подносе различите температурне опсеге. Поновна примена током одржавања спречава деградацију једињења да изазове будуће проблеме.
Прецизне апликације понекад користе дизајне са подељеним{0}}ракавима. Грејач се монтира у чахуру која сама по себи одговара прецизном проврту. Термичко ширење се дешава унутар навлаке, штитећи прецизну компоненту од димензионалне дисторзије. Ово повећава трошкове и сложеност, али чува критичне толеранције.
Уграђени{0}}термопарови прате ове термичке ефекте. Неочекивана очитавања температуре могу да укажу на проблеме са контактима због промена пристајања у вези са проширењем. Постепена деградација перформанси током термичких циклуса често долази до проблема са интегритетом монтаже, а не проблема са грејним елементима.
За ултра{0}}прецизне системе, активна компензација се бави термичким ширењем. Подаци о температури из интегрисаних сензора улазе у корекције система позиционирања. Овај приступ-уобичајен у опреми за литографију-одржава нанометарску{5}}прецизност упркос значајним термичким променама.
