熱機(jī)械分析儀(TMA)是材料科學(xué)、高分子、醫(yī)藥、食品等領(lǐng)域用于分析材料在溫度變化下力學(xué)性能(如熱膨脹、軟化、收縮)的綜合測試設(shè)備,通過施加恒定載荷并監(jiān)測材料尺寸隨溫度的變化,評估材料的熱穩(wěn)定性、軟化溫度、熱膨脹系數(shù)等參數(shù),廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠、金屬、陶瓷的性能測試,如塑料熱變形溫度測定、橡膠硫化收縮分析、陶瓷燒結(jié)收縮率測試,為材料選型與工藝優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐。?
其工作原理基于“溫度-載荷-尺寸聯(lián)動測試”:核心由加熱爐、樣品臺、載荷系統(tǒng)與位移測量系統(tǒng)組成。將樣品固定在樣品臺上,加熱爐按設(shè)定程序升溫(溫度范圍-150℃至1500℃),同時載荷系統(tǒng)對樣品施加恒定載荷(載荷范圍0.01-10N),位移傳感器(如電感式、電容式)實時監(jiān)測樣品在溫度與載荷作用下的尺寸變化(分辨率0.001μm)。通過分析溫度-尺寸變化曲線,計算熱膨脹系數(shù)(線膨脹系數(shù)、體膨脹系數(shù)),確定材料的軟化溫度(如玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg)、熔融溫度、收縮率等參數(shù)(測試精度:溫度±1℃,位移±0.005μm)。?
結(jié)構(gòu)設(shè)計上,
熱機(jī)械分析儀側(cè)重“多功能+高精度”。加熱爐采用紅外加熱或電阻加熱,溫度均勻度≤±1℃,升溫速率可調(diào)(0.1-50℃/min),支持氣氛控制(空氣、惰性氣體、真空),適配不同材料測試需求;樣品夾具可更換(如拉伸夾具、壓縮夾具、三點彎曲夾具),滿足不同力學(xué)測試模式(如熱膨脹測試、熱變形測試、蠕變測試);位移測量系統(tǒng)采用非接觸式激光位移計或接觸式推桿傳感器,根據(jù)樣品特性選擇,確保測量精準(zhǔn);控制系統(tǒng)采用計算機(jī)操作,支持測試程序編輯、數(shù)據(jù)實時采集與曲線分析,測試數(shù)據(jù)可導(dǎo)出為Excel、PDF格式,便于報告生成。?
應(yīng)用場景中,其綜合分析優(yōu)勢顯著:高分子材料領(lǐng)域用于塑料、橡膠的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度測定,評估材料耐高溫性能;金屬行業(yè)用于合金的熱膨脹系數(shù)與軟化溫度測試,指導(dǎo)高溫部件加工工藝;陶瓷領(lǐng)域用于陶瓷材料的燒結(jié)收縮率分析,優(yōu)化燒結(jié)溫度與時間;醫(yī)藥行業(yè)用于藥品、藥用輔料的熱穩(wěn)定性測試,確保藥品儲存與使用安全;食品行業(yè)用于食品(如巧克力、淀粉)的熱變形特性分析,優(yōu)化加工與儲存條件。操作維護(hù)需注意:樣品需加工成標(biāo)準(zhǔn)尺寸(如拉伸樣品長20mm×寬5mm×厚2mm),表面清潔無雜質(zhì);測試前需校準(zhǔn)溫度與位移系統(tǒng)(使用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)如藍(lán)寶石);加熱爐使用后需冷卻至室溫再打開,防止?fàn)C傷與部件老化;定期清潔樣品臺與夾具,去除殘留樣品,防止污染后續(xù)測試。?