二硫化钨（WS₂）的热膨胀系数（TEC）因各向异性而异。沿a轴（层内）约为6-8 × 10⁻⁶ K⁻¹，沿c轴（层间）为12-15 × 10⁻⁶ K⁻¹，因层间范德瓦尔斯力弱，热膨胀更明显。
TEC通过XRD测定晶格参数随温度变化获得，在空气中至500°C或惰性条件下更高温度有效。与钢（12 × 10⁻⁶ K⁻¹）或氧化铝（8 × 10⁻⁶ K⁻¹）相比，WS₂层内较低，层间接近石墨（c轴25 × 10⁻⁶ K⁻¹）。温度升高时，TEC略增，但在常规范围内（-50至400°C）稳定。
低层内TEC利于涂层尺寸稳定性，高c轴TEC可能导致厚层剥离。适用于高温润滑或薄膜，确保热应力最小化。
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