德國耐馳科學儀器NETZSCH 動態熱機械分析儀 DMA242E

設備用于測試纖維增強樹脂基復合材料以及熱固性樹脂的儲能模量、損耗模量和損耗因子隨溫度、時間與力的頻率的函數關系，用于測量橡膠的蠕變。

樹脂基復合材料的固化工藝設計中，首要的就是溫度程序。那么，假設我們面對一種全新的樹脂體系，如何設計出適當的固化溫度程序？將以此為線索，將多種的熱分析方法結合起來，如何從零開始設計并優化固化溫度程序？大致的技術線路包括：測量材料固化行為，初步建立固化溫度程序，固化過程的建模與模擬，最后根據實際產品的固化情況調整并優化固化工藝。

動態熱機械分析儀（DMA）是一種用于測定材料粘彈性質的工具。
DMA 242 E Artemis 動態熱機械分析儀配備易于使用的 Proteus 測量與分析軟件，能夠快速方便地表征材料的動態熱機械性能與頻率、溫度、時間的關系。
 

DMA 242 E Artemis 為模塊化設計，可以配備冷卻系統，種類豐富的樣品支架，還有更多的擴展配件可選，這使得它可以適應非常寬廣的應用范圍，成為材料研究人員的理想選擇。

下掛式裝樣設計

裝樣操作方便，易于更換不同種類的支架。

測量氣氛可控（惰性/氧化性氣氛）

可根據需要建立反應環境。

多種多樣的冷卻選項

三種可選的冷卻方式：液氮系統可線性冷卻至 -170°C；機械制冷可冷卻到 -70°C；帶 vortex管的壓縮空氣冷卻系統能夠冷卻到 0°C。

擴展配件

• 浸入式容器，用于將樣品浸入到某種液體介質中進行測量。

• 與介電固化分析儀DEA 288 Ionic聯用，可同步測量材料的粘彈性質與介電性質變化。典型的應用如：對樹脂的固化過程進行跟蹤測試。

• 外接紫外光源，測量光固化樣品的固化過程或材料的老化過程。

• 外接濕度發生器，測量濕度對材料的動態熱機械性質的影響。

最大力范圍24N

適合于非常堅硬樣品的測量。若將量程限定在 8N 范圍內，則分辨率將進一步提高。

20mm行程的步進電機

能夠精確測量出樣品在 DMA測試過程中的長度變化。這對DMA 242 E Artemis 支持的各類測試（如蠕變、松弛、TMA 模式等）非常重要。

業界的多功能DMA

動態熱機械分析是在可控的溫度、頻率程序下，測量材料的粘彈性質的變化。在各類材料中，以聚合物的粘彈性質表現最為典型。

在測試過程中，對樣品施加一個正弦波形的作用力（應力δ），由此樣品產生正弦波形的形變（應變 ε）。包括聚合物在內的眾多材料在這種作用力方式下會表現出粘彈行為，即同時表現彈性特性（例如，理想彈簧）與粘性特性（例如，理想粘壺）。這一粘彈行為將導致應力與應變曲線產生一定的位錯，該位錯即為相位差 δ。

通過傅立葉變換，可將應變信號 ε 拆分為與應力信號同相位的實部，以及相差 90° 相位角的虛部。由此可計算得到儲能模量 E'（與應力波形同相位，代表振蕩能量的可逆的儲存與釋放），以及損耗模量 E”（與應力波形相差 90° 相位角，代表振蕩能量的不可逆的損耗）。

測量原理

損耗模量與儲能模量的比值，稱損耗因子tanδ（tanδ=E”/E'）。通常，儲能模量 E' 與材料的剛性相關，而損耗模量 E” 與振蕩能量轉換為熱量的部分相關。tanδ 則為機械阻尼的表征 , 與粘彈性體系的內部摩擦有關。

數據結果

DMA復數變量 實部 虛部

復數模量 E* 儲能模量 E' 損耗模量 E''

剪切模量 G* 儲能剪切模量 G' 損耗剪切模量 G''

柔量 D* D' D''

振幅 A* A' A''

力值* F' F''

彈性常數 c* c' c''

常規變量

靜態長度變化 dL

偏移量 Offset

靜態樣品力 Fstat

損耗因子 tanδ

動態熱機械測試 —— 應用于聚合物的研發與質量控制

R&D

DMA 方法是一種非常靈敏的工具，可幫助使用者獲取聚合物與復合材料機械

特性的重要數據，因此廣泛應用于眾多工業領域（例如航材，汽車工業）的產品研發過程中。

質量控制

對于塑膠產品的相互比較（如與標準物，或與競爭公司的產品作比較），α 與 β相轉變溫度是十分重要的基礎數據。我們的 DMA 專家可以幫助您，為特定的應用領域尋找合適的測量方法。

DMA 測量信息

• 與材料的剛性與阻尼特性相關的數據（一系列條件下的模量、損耗因子等數據）

• 與高分子混合物的組分與結構有關的數據（相容性）

• 高交聯度/無定形/半結晶聚合物與復合材料的玻璃化轉變溫度

• 固化/后固化

• 老化

• 蠕變與松弛

• 應力與應變掃描

• 多頻率測試

• 使用時溫疊加功能（TTS）預測材料行為

• 浸入式測試

德國耐馳科學儀器NETZSCH 動態熱機械分析儀 DMA242E

技術參數

DMA 242 E Artemis

溫度范圍 -170°C ... 600°C（不同冷卻系統）

溫度精度 ± 0.2°C

升溫速率 0.01 ... 20°C/min

頻率范圍 0.01 ... 100 Hz

最大力范圍 24 N（分辨率：動態力0.001 N，靜態力0.002 N）

高分辨率力范圍 8 N（分辨率：動態力0.0003 N，靜態力0.0006 N）

應變振幅 最大± 240 μm

振幅分辨率 0.5 nm（技術 DE 4309530C2）

形變范圍 最大 20 mm

模量范圍 10-3 ... 106 MPa

阻尼范圍（tanδ） 0.005 ... 100

tanδ分辨率 0.00005

可選冷卻設備

· 液氮制冷：-170°C ... 600°C

· 帶vortex管的壓縮空氣冷卻系統：0°C ... 600°C

· AIC 80機械制冷：-70°C ... 600°C； AIC 80啟動 < 300°C

形變模式

· 三點彎曲

· 單/雙懸臂

· 剪切

· 拉伸

· 壓縮/針入

特殊測量模式

· Iso-strain

· TMA模式

· 蠕變/松弛

· 應力/應變掃描模式

樣品形狀

取決于具體的形變模式（例如三點彎曲，最大的樣品

尺寸為：長60mm，寬12mm，厚5mm）

可選附件

· 浸入式樣品容器

 （支持各種模式，溫度范圍僅取決于溶劑）

· 濕度發生器

· 紫外光源

· 固化監測儀（DEA）

可選配超過30種不同的樣品支架

為不同樣品的測試提供最佳解決方法。

熱機械分析儀一般配備附件有幾種

隨著科學技術的迅速發展以及對新材料的物理和化學性能研究的迫切需要，熱分析方法取得了很快的進展，已相繼研制出測量物質各種性質的熱分析方法，包括熱機械分析(TMA)、動態熱機械法(DMA)、逸出氣體分析(EGA)、熱光學法、熱發聲法、放射熱分析和熱逸出水分分析等。這里簡要介紹熱機械分析法。

熱機械分析是在程序控制溫度下，測量物質在非振動負荷下的形變與溫度關系的一種技術。實驗時對具有一定形狀的試樣施加外力，根據所測試樣的形變溫度曲線，就可求算出試樣的力學性質，所施加外力的方式有壓縮、扭轉和拉伸等。

通常熱機械分析儀還配備有下列幾種附件。

　　1)纖維拉伸譜儀測定纖維的收縮應力與溫度的關系。

　　該譜儀的主要變換器是由一個低彈性常數的負荷單元與TMA上的線性可變微分轉換器串聯在一起的。這種譜儀是研究纖維熱歷史的一種很有用的附件，可用于研究纖維的熱定形、織構和拉絲的比率。

　　2)應力松弛譜儀 測定黏彈性材料的松弛模數與時間的關系。這種譜儀的變換器是由高負荷單元和承受1kg負荷的無脹鋼探頭與TMA上的線性可變微分轉換器串聯在一起的。該譜儀可測定材料的應力松弛效應和彈性模量。

　　3)平行的板式流變儀 分析黏性材料的低切變黏度。

TMA除了測定收縮應力、黏度和彈性模量以外，還可用于膨脹系數、玻璃化轉變溫度、拉伸模量和壓縮模量的測定以及蠕變的研究。

價格范圍僅供參考，實際價格與配置等若干因素有關

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