熱機械分析(TMA)

熱機械分析(TMA)は、指定された温度と時間で力が加えられたときの材料の物理的特性を評価するために使用されます。  TMAは、有機材料などの粘弾性材料の特性を調べるのに便利です。 ポリマー。 これらの材料は、機械的応力に対するそれらの応答に影響を及ぼす粘性特性と弾性特性の両方を示します。 例えば、一定荷重下での温度勾配の条件下では、粘弾性材料は、収縮、膨張、膨潤、および軟化などの特性の変化と相関する体積の変化を示すことがあります。

測定は、サンプルに力を加えるプローブによって実行されます。 試験条件を適用する前に、サンプル長を軽い力で測定し、これを初期長(lXNUMX)として使用します。0加えられた力または温度を変化させることによって直線変位が生じるので、サンプル長さの変化(dl)は、LVDT(線形可変変位変換器)と呼ばれる電気変圧器によって測定されます。 応用例は、サンプルがゆっくり加熱されるときの長さの変化を監視することです。 この場合、試料長の劇的な変化の観察はガラス転移(Tg)のような相変化を示すことができ、そしてTgが生じる温度は長さ変化対温度のプロットから計算することができます。 熱機械分析技術には、対象の特性を測定するための適切なプローブタイプの選択が含まれます。 融点、軟化点、ガラス転移、収縮(収縮)、膨張係数(CTE)などの目的の特性を測定するための適切なプローブタイプを選択します。 プローブ/手法の選択は、サンプルの種類と目的の特性測定に最も適した負荷のカテゴリに基づいています。 これらのカテゴリは以下のとおりです。

圧縮力

  • 対策:サンプルの伸縮
  • 対策:サンプルの浸透

張力

  • フィルムや繊維にのみ有効
  • 対策:サンプルの伸縮

圧縮力または引張力

  • 寸法変化時の変化荷重を評価するために力または傾斜力
  • 等ひずみ:材料が加熱されている間、ひずみを指定された一定値に維持するのに必要な力の量を測定します。

TMAの理想的な使用法

  • ガラス転移温度(Tg)の測定 ポリマー
  • ポリマー、複合材料または無機物の熱膨張係数(CTE)
  • Tgの上下でのCTEの違い
  • 加工前後の軟化温度の違い、または時効処理
  • ガラス転移温度に対する後硬化の影響
  • 動作温度および荷重における部品の寸法安定性
  • 荷重方向の関数としてのフィルムまたは層状複合材料の熱機械的挙動の違い:「機械」と「横断方向」または「面内」と「面外」
  • 延伸フィルムの収縮

強み

  • 小さいサンプルサイズ
  • 低力範囲
  • 力の変化:線形および段階的
  • プログラム可能な温度:(1)連続加熱および冷却サイクル、(2)等温

制限事項

  • バルクサンプルサイズ範囲:
    • 0.5 mm〜26 mm(z軸、つまり高さまたは厚さ)
    • 拡大のための平行面
    • 浸透のためにかなり平ら
    • 5mmから10mmまで(x-およびy-寸法、つまり幅と長さ)
  • フィルム/繊維サイズ範囲
    • 最大サンプル厚さ(均一)= 1 mm

TMA技術仕様

  • 温度操作:-150〜1,000°C
  • 温度ランプ:1〜20°C /分
  • 力の範囲:0.001〜2 N(204 g)
  • 動作モード:標準

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