动态热机械分析仪 DMA简介

mems9

2021-05-31 环球过滤分离技术网  mems9

常见的热分析方法包含了热示差扫描分析(DSC)、热重分析(TGA)、静态热机械分析(TMA)、动态热机械分析(DMA)等。热分析的本质就是将材料进行温度分析。热分析技术是在程序温度控制下测量材料随温度变化的物理性质，用来表征材料的热性能、物理性质、机械性质以及热稳定性等方面有着广泛的应用，对于材料的研究开发和质量管理都具有很重要的实质意义。其中DMA在测试材料黏弹特性与机械性质，在材料开发及制程程控非常重要。

基本原理


动态热机械分析仪(Dynamic Mechanical Analysis简称DMA)主要是测定在一定条件下，材料的温度、频率、应力和应变之间的关系，获得材料结构与分子运动的信息。



DMA可测定：储能模量、储能柔量、损耗模量、损耗柔量、复数模量、动态粘度、应力、应变、振幅、频率、温度、时间和损耗因子等，可以研究应力松弛、蠕变、玻璃化温度和次级松弛等。



动态热机械分析（Dynamic Thermomechanic Analysis，简称DMA）是在程序控制温度下，测量物质在振荡负荷下的动态模量或阻尼随温度变化的一种技术。



高聚物是一种粘弹性物质，因此在交变力的作用下其弹性部分及粘性部分均有各自的反应。而这种反应又随温度的变化而改变。高聚物的动态力学行为能模拟实际使用情况，而且它对玻璃化转变、结晶、交联、相分离以及分子链各层次的运动都十分敏感，所以它是研究高聚物分子运动行为极为有用的方法。



如果施加在试样上的交变应力为σ，则产生应变为ε。由于高聚物粘弹性的关系其应变将滞后于应力，则ε、σ分别可以下式表示：

ε=ε0exp(iωt)        (1)

σ=σ0exp[i（ωt+δ）]         (2)

式中ε0、σ0分别为最大振幅的应变和应力，ω为交变力的角频率，δ为滞后相位角。

i=1时，复数模量E*

E*= σ/ε=σ0 exp(iδ)/ε0=σ0(cosδ+isinδ)/ε0=E'+E"      (3)

其中，E'=σ0cosδ/ε0 为实数模量，即模量的储能部分。

而 E"=σ0sinδ/ε0        (4)

表示与应变相差π/2的虚数模量，是能量的损耗部分。另外还有用内耗因子Q^(-1)或损失角δ正切tanδ来表示损耗，即

       Q^(-1)=tan δ =E"/E'        (5)
动态热机械分析仪(Dynamic Mechanical Analyzer) 透过控制温度、时间、施力、频率、振幅等参数 组合下量测材料模数(Modulus)、应力(Stress)、 应变(Strain)等物理特性，作为新材料开发评估，其强度、吸震效果、混练效果、老化状况、加工 条件...等依据。

从透过上方的施力马达、中间的位移侦测器连动到下方的夹具，透过施予样品一个固定的频率来得知样品在升温过程中黏弹特性的变化。也能透过不同的夹具跟程控做到特定的测试，例如：热变形温度(HDT)、杨氏系数(young’s Modulus)、剪切模数(Shear Modulus)、储存模数(Storage Modulus)、损失模数(Loss Modulus)、阻尼系数(Tan delta)、Tg、Master curve…等。


想在特定的极高频率和及低频率下测试材料的特性以往用多次的测试数据绘制Master curve HITACHI DMA 7100有着独家的合成频率测试软件能在一次的升温条件下直接测试五种频率以一次的测试数据就能绘制Master curve曲线，业界中数一数二的压力控制马达能做到大拉力测试在绘制应力-应变曲线（SS curve）能得到更多的信息、测试更多种类的样品。

来源于：网络整理，侵权告删 www.guolvfenlitech.com