동적 기계 분석 (DMA)

동적 기계 분석 (Dynamic Mechanical Analysis, DMA)은 재료를 특성화하기 위해 사용되는 기법입니다. 중합체. 이것은 샘플에 변위를 적용하고 제어 된 온도 환경에서 벌크 재료의 기계적 응답을 측정합니다.

동적 기계적 분석 테스트 조건은 유기 폴리머의 벌크 기계적 특성을 연구하여 다음과 관련된 주요 기능 동작을 결정하는 데 도움이되도록 설계 할 수 있습니다.

탄력: 구조의 탄성으로 인한 영구 변형에 대한 폴리머 저항 (회복, 강성)

점성 반응: 내부 마찰 (댐핑)에 의한 기계적 에너지의 소산으로 인한 파손없는 변형

DMA 테스트는 관심있는 속성을 연구하기 위해 시간, 온도, 변위 및 빈도의 적절한 조건을 선택하는 것을 포함합니다. 몇 가지 예제는 다음과 같습니다.

  • 주파수 스윕 : 진동 로딩 속도의 함수로서 샘플의 기계적 거동을 연구하기 위해 주파수를 지정할 수 있습니다.
  • 온도 상승 또는 등온 : 정밀 가열 및 냉각을 통해 온도의 함수로서 기계적 응답을 연구 할 수 있습니다.
  • 배기량 모드 :
    • 박막 및 섬유 용 인장 (신축성)
    • 충진 및 결정질 폴리머, 열가소성 폴리머, 열경화성 수지, 엘라스토머의 굴곡 (굴곡).
  • 제어 된 힘 / 변위 : 순간적인 힘 또는 변위를 가한 후 기계적 반응을 측정하는 비 진동식 테스트.
    • 크리프 / 회수 시험
    • 응력 완화 시험
    • 힘 램프 (탄성 계수, 선형 탄성 계수) - "미니 인장 시험기"

선택 테스트 조건을 통해 측정 할 수있는 다양한 속성의 예 :

  • 저장 탄성률
  • 복소 계수
  • 손실 계수
  • 탄 델타
  • 크립 컴플라이언스
  • 스토리지 / 손실 컴플라이언스
  • 이완 계수
  • 견본 강성
  • 스트레스 / 스트레인
  • 영 / 선형 탄성 계수
  • 전이 온도 (예 : Tg)
  • 보조 전환 (예 : β)

DMA의 이상적인 사용

  • 고분자, 특히 고 충진 열가소성 물질 및 경질 열경화성 수지의 유리 전이 온도 (Tg) 측정
  • 재료 특성이 경질 / 경질에서 연질 / 고 무상으로 변하는 온도 범위 결정. 공정 설계에 사용할 "점탄성 스펙트럼"
  • 플라스틱 및 열경화성 수지의 비교 실패 분석
  • 가공 전후의 탄성률의 차이, 후 경화 또는 물리적 노화
  • 폴리머 블랜드 또는 코 폴리머의 상분리 검출
  • 작동 온도 및 하중에서 부품의 치수 안정성
  • 폴리머의 댐핑 능력 : 내부 운동을 통한 에너지 소산; 인성
  • TTS (Time-Temperature Superpositioning) : 온도 변화에 따른 중합체의 변화에 ​​따른 주파수 변화 효과 연구

장점

  • 작은 샘플 형상
  • 넓은 범위의 프로그램 가능한 주파수, 힘 및 온도 매개 변수 제공
  • 힘의 두 가지 변화 : 진동과 선형
  • 프로그래밍 가능한 온도 : (1) 가열 및 냉각 램프 (2) 등온

제한 사항

  • 기하학적으로 균일 한 시험편
    예 : 최대 치수가 L 인 직사각형 시편 L = 60 mm; W ≤ 15 mm; T = ≤5 mm
  • 필름 크기 범위 : 최대 길이의 직사각형 시편. 치수 L = 30 mm; W ≤ 8 mm; T ≤ 2mm; , 또한 작은 직경의 유연 튜브 (예 : 의료용) 분석에 적합합니다.
  • 섬유 크기 범위 : 치수 L = 30 mm; W = 5 데니어; 디아. ≤0.8 mm

DMA 기술 사양

  • 온도 작동 -150 – 600 ° C
  • 온도 램프 (가열 / 냉각) 0.1 – 10 ° C / 분
  • 힘 범위 : 0.0001에서 18 N
  • 주파수 범위 :  0.01 - 200 Hz
  • 동적 시료 변형 범위 : ± 0.5 ~ 10,000 마이크로 미터

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