バイメタル

• 熱膨張率（温度変化に伴う体積や長さの変化率）が異なる2種類の金属板を貼り合わせた複合材料。
• 加熱や冷却によって生じる金属間の伸びの差を、物理的な「曲がり」として取り出す性質を持つ。
• 温度変化を感知して回路を遮断・接続するサーモスタットなどの制御素子として広く応用されている。

解説

物質は熱を得ると、それを構成する粒子の運動が活発になり、粒子間の距離が広がることで体積が増加します。これを「熱膨張」と呼びますが、その膨張の度合いは物質の種類によって固有の値を持ちます。金属の場合、アルミニウム、銅、鉄の順に熱膨張率が小さくなることが知られています。

バイメタルは、この膨張率の差を利用した仕組みです。例えば、膨張率の大きい金属と小さい金属を貼り合わせて加熱すると、一方がより長く伸びようとするため、膨張率の小さい金属側を内側（凹側）にして大きく湾曲します。逆に冷却した場合は、収縮の度合いが大きい方がより短くなるため、加熱時とは反対方向に曲がります。この予測可能な変形特性により、特定の温度に達した際に物理的に接点を離し、電流を止めるスイッチとしての役割を果たします。