हालाँकि, यदि सामग्री गर्म या ठंडी हो जाती है, तो यह फैल सकती है या सिकुड़ सकती है, जिससे इसका आकार और/या आकृति बदल सकती है। इस घटना को थर्मल विस्तार के रूप में जाना जाता है। थर्मल विस्तार गुणांक एक ऐसी चीज है जिसका उल्लेख अक्सर तब किया जाता है जब हम थर्मल विस्तार के बारे में बात करते हैं। यह एक अद्वितीय संख्या है जो हमें बताती है कि तापमान बदलने पर कोई सामग्री कितनी फैलेगी (अर्थात आकार में वृद्धि) या सिकुड़ेगी (अर्थात आकार में कमी)। बड़े गुणांक संकेत देते हैं कि सामग्री छोटे गुणांक वाले की तुलना में अधिक बढ़ती है। यह व्यवहार में एक महत्वपूर्ण अवधारणा है - खासकर जब आप कई सामग्रियों से निपट रहे हों।
कुछ सामग्री, विशेष रूप से उच्च तापमान विस्तार गुणांक प्रदर्शित करने वाली सामग्री, तापमान में परिवर्तन के साथ आकार में परिवर्तन से गुजरने के लिए उत्तरदायी होती हैं। इसका मतलब है कि ये सामग्री, जब बोल्ट को गर्म किया जाता है, तो एक गोलाकार खंड में मुड़ सकती है, या अंततः आकार से बाहर निकल सकती है, मेमोरी पॉलिमर की याद दिलाती है। अगर हम इस आकार में बने रहने के लिए इन सामग्रियों पर निर्भर हैं, तो यह एक बहुत बड़ी समस्या है। मान लीजिए कि हमारे पास एक ऐसी सामग्री से बना पुल है जिसका तापीय विस्तार गुणांक उच्च है। जैसे-जैसे यह तापमान बढ़ता है और पुल गर्म होता है, तो यह मूल रूप से तापमान के साथ झुकने/बदलने के अधीन होने वाला है। अब, अगर यह एक बाईपास पुल है, तो इन लोगों ने यात्रा के चारों ओर की दूरी इतनी बढ़ा दी है कि यह उस पुल पर गाड़ी चलाने वाले किसी भी व्यक्ति के लिए खतरा है। कोई भी पुल जो सीधे रास्ते पर नहीं चलता है, उस पर गाड़ी चलाने लायक नहीं है।
तापमान में वृद्धि के साथ, सामग्री में अधिक विस्तार की प्रवृत्ति होती है। यह सभी सामग्रियों के मामले में होता है, हालाँकि उच्च तापीय विस्तार गुणांक वाली सामग्रियों के साथ और भी अधिक होता है। अब, इस पर विचार करें: जब हम उच्च तापीय विस्तार गुणांक वाली सामग्री को गर्म करते हैं, तो यह कम गुणांक वाली सामग्री को गर्म करने की तुलना में बहुत अधिक विस्तारित होगी। जब हम विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए सामग्री का चयन कर रहे होते हैं तो यह सूची में विशेष रूप से उच्च होता है। यदि हम ऐसी सामग्री चाहते हैं जो उच्च तापमान पर बहुत अधिक विकृत न हो, तो हमें कम तापीय विस्तार गुणांक वाली सामग्री चुननी चाहिए। इस तरह, आप सुनिश्चित हो सकते हैं कि यह पसंद का कपड़ा मजबूत है और यह अपनी संरचना को बनाए रखने वाला है।
इसलिए यदि हम किसी पदार्थ को गर्म करते हैं, तो उसके मूल भाग - अणु - ठंडा करने की तुलना में बहुत अधिक गतिशील हो जाते हैं। यह अतिरिक्त गति अंतर-आणविक बलों को बाधित कर सकती है और पदार्थ की समग्र शक्ति को नुकसान पहुंचा सकती है। यह विशेष रूप से बड़े तापीय विस्तार गुणांक वाले पदार्थों के मामले में होता है। जब ये पदार्थ गर्म होते हैं, तो अणुओं को एक साथ रखने वाले बंधन बहुत आसानी से टूटने लगते हैं, जिससे पदार्थ बहुत कमज़ोर हो जाता है। यह एक गंभीर चिंता का विषय है जब हम चाहते हैं कि हमारा पदार्थ किसी उद्देश्य के लिए कठोर और मजबूत हो।
संक्षेप में, अत्यधिक गर्मी या अत्यधिक ठंड में, अत्यधिक तापीय रूप से फैलने वाली चीजें इतनी अच्छी नहीं होती हैं। उदाहरण: इसका किनारा यह है कि अगर हमारे पास बहुत ठंडे वातावरण में उच्च गुणांक वाला पदार्थ है तो यह बहुत सिकुड़ जाएगा। हालाँकि, अगर हम उसी पदार्थ को अत्यधिक उच्च तापमान में रखते हैं, तो यह काफी हद तक फैल जाता है। तो इसका मतलब यह है कि पदार्थ अस्थिर हो सकता है और ऐसे तरीकों से विकृत हो सकता है जिसकी हम उम्मीद नहीं करते हैं। हाथ में मौजूद कार्य के लिए सही पदार्थ का चयन बाहरी तापमान के सापेक्ष अत्यंत महत्वपूर्ण है जिसमें हम काम कर रहे हैं। यह जानने के लिए कि यह पदार्थ इन परिस्थितियों के साथ अलग-अलग तरीके से कैसे बातचीत करेगा, हमें इस बारे में जानबूझकर सोचना होगा कि उन्हें कैसे एक साथ रखा जाए।
उच्च तापीय विस्तार गुणांक वाली सामग्रियों से उत्पाद डिजाइन करना मुश्किल है। हमें यह सुनिश्चित करना चाहिए कि सामग्री अपना आकार बनाए रखे और उच्च या निम्न तापमान पर विकृत न हो। और हमें यह सुनिश्चित करना होगा कि सामग्री उस काम के लिए पर्याप्त मजबूत हो जो हम उससे करना चाहते हैं। यह उल्लेखित सामग्री की अधिक मात्रा का उपयोग करके महसूस किया जा सकता है, बजाय इसके कि हम कम तापीय विस्तार गुणांक वाली सामग्री से काम कर रहे हों। उपयोग की जाने वाली सामग्री में वृद्धि स्वाभाविक रूप से भारी और इसलिए, महंगा अंतिम उत्पाद की ओर ले जाएगी। एक और पहलू जो चीजों को जटिल बना सकता है वह है सामग्री को सही आकार देने के लिए विशेष प्रकार के विनिर्माण मानकों का उपयोग करना। यह गारंटी देने में मदद करने के लिए है कि यह गर्मी से विकृत या टूट नहीं जाएगा।