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动态热机械分析仪(DMA)工作原理

发表时间:2021-06-21 18:32作者:宜沃检测

一、热分析简介

热分析的本质是温度分析。热分析技术是在程序温度(指等速升温、等速降温、恒温或步级升温等)控制下测量物质的物理性质随温度变化,用于研究物质在某一特定温度时所发生的热学、力学、声学、光学、电学、磁学等物理参数的变化,即P= f(T)。按一定规律设计温度变化,即程序控制温度:T=(t),故其性质既是温度的函数也是时间的函数:P=f (T,t)。


二、材料热分析意义

在表征材料的热性能、物理性能、机械性能以及稳定性等方面有着广泛的应用,对于材料的研究开发和生产中的质量控制都具有很重要的实际意义。

热分析是仪器分析的一个重要分支,它对物质的表征发挥着不可替代的作用。热分许历经百年的悠悠岁月,从矿物、金属的热分析兴起,近几十年来高分子科学和药物分析等方面焕发了勃勃生机。


各种热分析适用范围

三、动态热机械分析法(DMA)

动态热机械分析测量粘弹性材料的力学性能与时间、温度或频率的关系。样品受周期性(正弦)变化的机械应力的作用和控制,发生形变。

在DMA测定中有下面3个概念:

1)储能模量(E')

储能模量,试样弹性特性的反应,是试样能否完全恢复形变的尺度。

2)损耗模量(E")

损耗模量,试样粘性特性的反应,是试样在形变过程中热量的消耗(损失)。

3)损耗角( t a n6)

损耗角,损耗模量和储能模量之比,反映的是振动吸收性,也称振动吸收因数。


四、DMA原理

DMA是通过分子运动的状态来表征材料的特性,分子运动和物理状态决定了动态模量(刚度)和阻尼(样品在振动中的损耗的能量),对样品施加一个可变振幅的正弦交变应力时,将产生一个预选振幅的正弦应变,对粘弹性样品的应变会相应滞后一定的相位角8。

  五、主要功能及应用范围

1.主要应用于树脂基复合材料固化工艺研究,DMA用来测试各种材料内的力学性能;

2通过瞬态实验或者动态实验测定材料的粘弹性包括蠕变或应力松弛,力学性能与时间、温度、频率的关系,能够准确地测量树脂材料的玻璃化转变温度、固化、频率效应、粘弹性转变温度、物质的弹性模量测试、阻尼性能测试;

3.对于材料的热膨胀系数也能进行粗略的测算(10-5量级)等;


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