熱機(jī)械分析儀能夠準(zhǔn)確測量材料在微小溫度變化下的尺寸變化,其位移傳感器的分辨率可達(dá)到納米級甚至更高。這使得對于一些熱膨脹系數(shù)較小或者對溫度變化敏感的材料,也能夠準(zhǔn)確獲取其熱機(jī)械性能參數(shù),為材料的精細(xì)研究和質(zhì)量控制提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。一般的 TMA 設(shè)備具有較寬的工作溫度范圍,可以從低溫度(如 -150°C 以下)到高溫(如 1000°C 以上),能夠滿足不同類型材料的研究需求。無論是研究低溫下聚合物的脆性轉(zhuǎn)變、橡膠的彈性行為,還是高溫下陶瓷材料的燒結(jié)過程、金屬材料的熱變形等,都可以在同一個(gè)儀器平臺上實(shí)現(xiàn),大大提高了儀器的通用性和實(shí)用性。
具備多種加載模式,如壓縮、拉伸、無負(fù)載等,可以根據(jù)不同的材料特性和研究目的選擇合適的加載方式。例如,對于粉末狀材料或軟質(zhì)材料,可采用壓縮模式進(jìn)行測試;對于纖維、薄膜等材料,拉伸模式更為合適。這種靈活性使得 TMA 能夠適應(yīng)各種形態(tài)和性質(zhì)的材料分析,拓寬了其應(yīng)用范圍。相比一些傳統(tǒng)的材料性能測試方法,TMA 能夠在一次測試過程中獲取材料在較寬溫度范圍內(nèi)的熱機(jī)械性能信息,測試效率較高。同時(shí),現(xiàn)代 TMA 設(shè)備通常配備自動(dòng)化的測試程序和數(shù)據(jù)處理軟件,能夠快速設(shè)置測試參數(shù)、進(jìn)行測試操作,并自動(dòng)生成分析報(bào)告,節(jié)省了大量的人力和時(shí)間成本。
熱機(jī)械分析儀的測定步驟:
1.樣品準(zhǔn)備:根據(jù)測試需求,將樣品制備成一定形狀和尺寸的試樣。確保樣品具有代表性,且表面平整、尺寸符合儀器要求。
2.安裝試樣:將試樣安裝在儀器的夾具中,確保試樣與夾具接觸良好,避免應(yīng)力集中。根據(jù)樣品的性質(zhì)和測試需求,選擇合適的夾具和測試模式。
3.設(shè)置參數(shù):根據(jù)測試要求,設(shè)置溫度范圍、升溫速率、頻率范圍、應(yīng)力和振幅等參數(shù)。
4.開始測試:啟動(dòng)儀器,按照設(shè)定的程序進(jìn)行測試。在測試過程中,密切關(guān)注儀器的運(yùn)行狀態(tài)和測試數(shù)據(jù)的變化,以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并采取相應(yīng)的措施。
5.數(shù)據(jù)分析:測試完成后,對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析,得到材料的熱機(jī)械性能參數(shù),如儲(chǔ)能模量、損耗模量、損耗因子、熱膨脹系數(shù)、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度等。