열 기계 분석 (TMA)

TMA (Thermomechanical Analysis)는 지정된 온도 및 시간에 힘이 가해질 때 재료의 물리적 특성을 특성화하는 데 사용됩니다. TMA는 점탄성 물질의 성질을 조사하는데 유용하다. 중합체. 이러한 재료는 기계적 응력에 대한 반응에 영향을 미치는 점성 및 탄성 특성을 모두 나타냅니다. 예를 들어, 고정 하중 하에서 온도가 상승하는 조건에서 점탄성 재료는 수축, 팽창, 팽창 및 연화와 같은 특성의 변화와 관련된 부피 변화를 나타낼 수 있습니다.

측정은 샘플에 힘을 가하는 프로브로 수행됩니다. 시험 조건이 적용되기 전에 샘플 길이는 초기 길이 (l0). 선형 변위는 적용된 힘 또는 온도 변화의 함수로 발생합니다. 샘플 길이의 변화(dl)는 LVDT(선형 가변 변위 변환기)라고 하는 전기 변압기에 의해 측정됩니다. 예제 애플리케이션은 샘플이 천천히 가열될 때 길이 변화를 모니터링하는 것입니다. 이 경우 시료 길이의 급격한 변화는 유리 전이(Tg)와 같은 상 변화를 나타낼 수 있으며 Tg가 발생하는 온도는 온도에 대한 길이 변화의 플롯에서 계산할 수 있습니다. 열역학 분석 기술에는 관심있는 특성을 측정하기위한 적절한 프로브 유형 선택이 포함됩니다. 융점, 연화점, 유리 전이, 수축 및 팽창 계수 (CTE) 프로브 / 기술 선택은 시료 유형 및 관심 대상 특성 측정에 가장 적합한 적재 범주를 기반으로합니다. 이러한 범주는 다음과 같습니다.

압축력

  • 측정 : 시료의 팽창과 수축
  • 측정 : 샘플 침투

장력

  • 필름 또는 섬유 전용 작업
  • 측정 : 시료의 팽창과 수축

압축 또는 장력

  • 치수 변화시 하중 변화를 평가하기 위해 램프 또는 계단식 힘을가합니다.
  • 등고선 (Isostrain) : 재료가 가열되는 동안 지정된 일정한 값으로 변형을 유지하는 데 필요한 힘의 양을 측정합니다.

TMA의 이상적인 사용

  • 유리 전이 온도 (Tg) 측정 중합체
  • 중합체, 합성물 또는 무기물의 열팽창 계수 (CTE)
  • CTE와 Tg 차이
  • 가공 전후의 연화 온도 또는 물리적 노화의 차이
  • 후 경화가 유리 전이 온도에 미치는 영향
  • 작동 온도 및 하중에서 부품의 치수 안정성
  • "기계"및 "횡단"또는 "평면 내"및 "평면 외"의 하중 방향의 함수로서 필름 또는 적층 복합재의 열역학적 거동의 차이
  • 연신 필름의 수축

장점

  • 작은 표본 크기
  • 낮은 힘 범위
  • 힘의 변경 : 선형 및 계단식
  • 프로그래밍 가능한 온도 : (1) 순차적 가열 및 냉각 사이클, (2) 등온

제한 사항

  • 대량 샘플 크기 범위 :
    • 0.5 mm (X 축, 즉 높이 또는 두께)
    • 확장을위한 평행면
    • 합리적인 가격으로 보급
    • 5mm ~ 10mm(x 및 y 치수, 즉 너비 및 길이)
  • 필름 / 섬유 크기 범위
    • 최대 샘플 두께 (균일) = 1 mm

TMA 기술 사양

  • 온도 작동: -150-1,000°C
  • 온도 램프: 1-20°C/분
  • 힘 범위: 0.001 ~ 2N (204g)
  • 작동 모드: 표준

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