การขยายตัวทางความร้อนของวัตถุดิบทนไฟหมายถึงปริมาตรหรือความยาวที่เพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิของส่วนประกอบ มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงปริมาตรและจุดขยายตัวเชิงเส้น ในการทำงานของวัตถุดิบทนไฟ มักใช้อัตราการขยายตัวเชิงเส้นและค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้น อัตราการขยายตัวเชิงเส้นหมายถึงอัตราสัมพัทธ์ของการเปลี่ยนแปลงความยาวของตัวอย่างจากอุณหภูมิห้องถึงอุณหภูมิที่ตั้งไว้: ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นหมายถึงอัตราสัมพัทธ์ของการเปลี่ยนแปลงของความยาวของตัวอย่างสำหรับทุกๆ 1 องศาที่เพิ่มขึ้นจากอุณหภูมิห้องถึงอุณหภูมิที่ตั้งไว้
วิธีการวัดการขยายตัวเชิงเส้นรวมถึงวิธีทางอ้อมของแถบด้านบนและวิธีการอ่านค่าโดยตรงของกล้องโทรทรรศน์ ควรสังเกตว่าค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนไม่ใช่ค่าคงที่ แต่เปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิทดสอบ ดังนั้นจึงเป็นค่าเฉลี่ยในช่วงอุณหภูมิที่ระบุ ดังนั้นเมื่อใช้ข้อมูลนี้จำเป็นต้องระบุช่วงอุณหภูมิ
การขยายตัวทางความร้อนของวัตถุดิบทนไฟมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับโครงสร้างผลึกและแรงยึดเหนี่ยวทางเคมีของแร่ธาตุที่อยู่ในนั้น และการขยายตัวทางความร้อนของแร่ธาตุที่เกิดจากพันธะไอออนิกหรือพันธะโควาเลนต์นั้นมีขนาดใหญ่กว่าของแร่ธาตุที่ยึดเหนี่ยวกันด้วยพันธะโมเลกุล
องค์ประกอบทางเคมีของวัสดุชนิดเดียวกัน เนื่องจากความแตกต่างของโครงสร้าง การขยายตัวทางความร้อนจึงแตกต่างกัน โดยปกติยิ่งโครงสร้างของผลึกแร่อยู่ใกล้กันมากเท่าใด การขยายตัวทางความร้อนก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น และเช่นเดียวกับแก้วอสัณฐาน การขยายตัวทางความร้อนมักมีขนาดเล็ก เช่น SiO2 ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของคริสตัลไลน์ควอตซ์คือ 12×10-6 องศา -1; แก้วควอตซ์มีอุณหภูมิเพียง 0.5×10-6 องศา -1 สำหรับออกไซด์ที่มีโครงสร้างการบรรจุแบบปิด การขยายตัวทางความร้อนจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากการสัมผัสอย่างใกล้ชิดของไอออนออกซิเจน ในระบบผลึกที่ไม่สมดุล แอนไอโซโทรปีของการขยายตัวทางความร้อนนั้นชัดเจนเป็นพิเศษ เช่น โครงสร้างเป็นชั้นของกราไฟต์ ซึ่งขนานกับแกน C ของค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวระหว่างชั้นในแนวตั้งคือ 27×10-6 องศา {{12} } และตั้งฉากกับแกน C ของค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเพียง 1×10-6 องศา -1 เนื่องจากชั้นนี้เชื่อมต่ออย่างแน่นหนา และพันธะโมเลกุลระหว่างชั้นนั้นอ่อนกว่ามาก ในโครงสร้างของวัสดุ anisotropy อุณหภูมิที่ครอบคลุม ประสิทธิภาพที่ครอบคลุมของค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของปริมาตรมีขนาดเล็กมาก เช่น cordierite เป็นวัสดุที่มีเสถียรภาพช็อกความร้อนที่ดีเยี่ยม และใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเตาเผาเซรามิก
การขยายตัวทางความร้อนของวัตถุดิบทนไฟขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีของแร่ ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของวัตถุดิบทนไฟพื้นฐานมีค่ามากกว่าวัตถุดิบที่เป็นกรด และวัตถุดิบอลูมิเนียมสูงอยู่ระหว่างทั้งสอง เมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลงผลึกแร่ของวัตถุดิบ ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่ไม่สม่ำเสมอ และจุดเปลี่ยนเฟสจะเกิดขึ้น
การขยายตัวทางความร้อนเป็นประสิทธิภาพที่สำคัญของวัตถุดิบวัสดุทนไฟ ซึ่งมีผลกระทบอย่างชัดเจนต่อความแข็งแรงและเสถียรภาพต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของผลิตภัณฑ์วัสดุทนไฟ ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของวัตถุดิบทนไฟทั่วไปแสดงอยู่ในตารางที่ 1 ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของวัตถุดิบมีความสำคัญมากสำหรับการศึกษาขนาดและการกระจายความเค้นเนื่องจากความร้อน การเปลี่ยนรูปผลึก การสร้างรอยแตกขนาดเล็กและการรักษา
ในการวิจัยและการผลิตวัสดุทนไฟ การปรับประสิทธิภาพของวัสดุทนไฟเป็นสิ่งสำคัญมากโดยใช้ความแตกต่างของค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของวัตถุดิบ ตัวอย่างเช่น เพิ่มไคยาไนต์และวัสดุดั้งเดิมอื่นๆ ลงในวัสดุทนไฟแบบอสัณฐาน และใช้การขยายตัวอย่างมีนัยสำคัญที่อุณหภูมิสูงเพื่อชดเชยการหดตัวของวัสดุทนไฟแบบอสัณฐาน มีสี่กรณีของการรวมกันของค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนมวลรวมและฐาน ความแตกต่างระหว่างค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนมวลรวมและเมทริกซ์สามารถใช้เพื่อสร้างความสมดุลระหว่างความแข็งแรงและความเสถียรต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของวัสดุ
