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TMA/SDTA1+​动态热机械分析仪
TMA/SDTA1+动态热机械分析仪(DMA)用来测定在周期性振动力下，材料的力学性能和粘弹性能随温度、时间和频率变化而变化的关系。
DMA/SDTA 1+能够同时测量力和位移，从而确保了很高的测量准确度。这使我们可以获得非常准确的模量结果。DMA/SDTA 1+的设计可以使其用于高频下材料行为的研究，从而模拟实际的使用情况。因为DMA/SDTA 1+具有相当大的自重和*的稳定性，使其固有的共振频率可以达到约1500Hz，这大大高于仪器的测量频率范围(高达1000 Hz)。
TMA/SDTA 1+动态机械分析仪特点以及细节介绍：
1、 同时测量位移和力：得到极其准确的模量测定
• 宽广的力范围：
2、 从1mN至40N，能测量很坚硬和很软的样品
• 宽广的频率范围：
3、 0.001Hz至1000Hz，测量可以模拟真实的使用条件，或在较高频率下更快速地进行
• DMA实验向导：
4、 设定一个*的实验可以得到更好的结果
• SDTA技术：
5、 使您可以校准样品温度并且精确地测量热效应
• 极宽的刚度范围：
6、 可以用单个样品夹具在整个温度范围内进行测量
• 人体工程学设计和触屏控制：
7、 能够更快速的设定和优化实验
8、 采用压电晶体进行应力测量: 通过压电晶体传感器直接测量力，而不是像传统DMA仪器那样采用力-电流谱测量方式。这意味着测得的力是真正施加在样品上的力，而不再需要补偿摩擦损耗、隔膜力和惯性力。
9、 超高精度的位移测量: 采用特别的耐高温线性位移传感器LVDT以纳米级分辨率进行极宽范围的位移测量。LVDT的位置紧靠样品，只测量样品的形变。这种设计消除了仪器台架形变的影响，提高了测定力和位移之间滞后时间(即相位差)的准确性。同时，通过测量LVDT传感器的温度和进行位移偏差校准，能进一步提高位移传感器的重复性。
10、 宽广的频率范围从0.001到1000Hz: DMA/SDTA 1+的频率范围在DMA仪器的历*yi次扩展到了kHz的测量范围。在剪切模式中，可以达到六个数量级的频率跨度。大于1Hz的频率范围特别有意义，因为它使DMA的测量时间小化。
11、 由力和位移的范围可以给出刚度范围。DMA/SDTA 1+的刚度范围可达六个数量级以上。这意味着可以不改变样品的几何形状和形变模式，在一个实验中就能从粘弹态测至玻璃态，而无需去将两个不同的实验得到的数据进行关联。
12、 操作简单*的样品夹具设计: 样品制备和样品夹持对于得到精确的DMA结果是非常关键的步骤，尤其是对于剪切模式和拉伸模式所使用的小而薄的样品更加重要。一个创新的样品夹具系统能为DMA测试带来*的帮助。
13、 创新、易用的夹具系统: 梅特勒-托利多的样品夹具采用全新的设计理念，它可以很好地帮助客户节省仪器的操作时间，样品的准备和放置可以在仪器外进行，样品夹具可以快速安装在仪器内。这种设计理念，还使用户在一种形变模式到另一种形变模式进行变换时，不需要进行校准。例如，可以在进行拉伸实验的同时，着手准备弯曲试验。
14、 液晶触摸屏-便于进行力和位移的校准:DMA/SDTA 1+配置的彩色液晶触摸屏能够提供清晰准确的信息，并且方便从远处观察。
• 所有力和位移的校准过程都可通过触摸屏终端来进行控制，这确保了校准的操作能够可靠且容易的进行。
• 四轴校准过程也能够通过触摸屏终端进行操作，校准结果会自动传输至STARe软件中。这消除了数据转移中可能出现的错误。
15、 自动切换控制模式: DMA/SDTA 1+力的测试十分*，与传统DMA不同，既能以力控制模式，又能以位移(应变)控制模式进行测试，还能够通过软件自动智能切换两种控制模式。
16、 热电偶能够放置在与样品非常接近的位置，可以测试样品的热效应
17、 校准和调节确保测试准确性: 校准决定了测量设备性能的好坏。标准的DMA校准和调节程序允许用户达到合规性并避免由于不准确的测量而导致的潜在成本。一个标准的操作程序描述了单个变量(力，长度，温度)的校准。
18、 使用参比标准物进行校准:
• 力、位移和温度的校准都是建立在规定的参比标准物上的。
• 力的校准采用经过认证的弹簧来进行。位移的校准采用标准量块来进行。
• 紧靠样品进行温度的测量，使我们可以使用纯物质的熔点进行校准。
19、 样品温度的测量和校准/调节:温度的校准和调节尤其重要。在紧靠样品处放置一根特别的温度传感器，该温度传感器还能通过SDTA(单式DTA)同时测量焓变。
20、 DMA实验向导:DMA实验向导窗口，凭借其内置的专家知识，可用来帮助用户建立样品尺寸以达到准确的结果。这个软件还能够确定测试时的合适力和位移振幅。
21、 配套附件:为了方便安装夹具装置和样品夹具，以及进行校准，我们提供了一个配套的工具盒，其中包括校准(温度和机械性能)和安装样品(可选)所需要的工具。这些确保客户能够快速获得精确的测试结果。
小夹具装置
 
 
形变模式
夹具
样品尺寸
拉伸
9mm小拉伸夹具
长度：9 mm
剪切
小剪切夹具
直径：≤14 mm 厚度：≤6.5 mm
小剪切夹具(用于液体)
小剪切夹具(无表面结构)
 
 
 
大夹具装置
 
 
形变模式
夹具
样品尺寸
弯曲模式
三点弯曲夹具
自由长度：30-90 mm，大长度：100 mm
单悬臂弯曲夹具
自由长度：10-40 mm，大长度：100 mm
双悬臂弯曲夹具
自由长度：20-80 mm，大长度：100 mm
拉伸模式
5.5 mm拉伸夹具
长度：5.5 mm
10.5 mm拉伸夹具
长度：10.5 mm
19.5 mm拉伸夹具
长度：19.5 mm
压缩模式
大压缩夹具
直径：≤14 mm，厚度：≤6.5 mm
样品夹具:简单、*、省时
1、 3点弯曲: 三点弯曲模式特别适合坚硬样品的测量， 如增强的热固性树脂、复合材料、金属和合金等。在三点弯曲模式中，样品的两端置于两个刀型支架上，通过中间的刀形探头的运动将振动力施加在样品上。
2、 单悬臂: 此模式适合于在测量过程中沿长度方向伸长或收缩强烈的样品，主要应用于热塑性塑料样品。在单悬臂模式中，样品一端被固定住，样品的另一端夹在提供振动力的活动部件中。
3、 双悬臂: 双悬臂模式特别适合于在静态力模式下会过度弯曲的样品，如热塑性塑料和热固性材料等。在双悬臂模式中，样品两端被固定住，样品的中部夹在提供振动力的活动部件中。
4、 拉伸: 拉伸模式较适合于薄膜、纤维和薄条状样品的测试。其优点是样品的夹持方式对样品的形变没有实际影响。在拉伸模式中，样品的一端被固定， 提供振动力的活动部件夹住样品的另一端。在测试前需要给样品施加一定的预应力， 以防止样品在振动中弯曲。压缩: 此测量模式不适合于jue对模量的测定，但是在比较如弹性体糊状材料或发泡材料等软材料时可获得一些相对有价值的信息。在压缩模式中，样品夹在固定部件和提供振动力的活动部件之间。样品被静态压缩，然后被施加交变负载。
5、 剪切:剪切模式大的优点在于能够测量从*粘性至很硬的所有样品。适合于弹性体、热塑性塑料和热固性材料的测量。在剪切模式中，两个*相同的样品对称地夹在外边两个固定部件和提供振动力的中间活动部件之间。剪切模式能够保证均一的温度环境。
 
TMA/SDTA 1+动态机械分析仪特极其广泛的应用：
当样品测试在*的刚度范围或者频率范围内要求大的测试准确度时，DMA/SDTA 1+是较理想的解决方案。得益于其宽广的动态力和位移范围，以及多种多样的样品尺寸和几何因子，使得DMA/SDTA 1+不仅能够测试固体材料，也能够测试中高粘度的液体。材料在日常的实际应用中是处于各种不同的机械力中的，其中重要的因素是力的频率和强度、温度以及负载或应力应用的环境。
1、 下面归纳了DMA/SDTA能够表征的效应和性能：
• 粘弹性行为
• 松弛行为
• 玻璃化转变
• 机械模量
• 阻尼行为
• 软化
• 粘性流动
• 结晶和熔融
• 凝胶化
• 相转变
• 共混物的组成
• 固化和聚合反应
• 材料缺陷
• 填充物的作用
2、 应用领域：稳定性测试， 损坏和失效分析，可用性测试，材料表征
3、 DMA测试的材料范围：热塑性塑料，热固性材料，弹性体，胶黏剂，金属，复合材料，涂料，薄膜和纤维，建筑材料，药物和食品等。
4、 与传统材料相比，今天的复合材料通常更便宜，并且在许多看重材料高强度重量比的不同行业受到高度追捧。DMA是用于表征具有宽广模量范围的复合材料的理想选择。
5、 通过DSC和DMA测试PTFE的相转变温度：PTFE的DSC测试曲线显示样品中移动的无定形部分的玻璃化转变(γ)大约在-100˚C，紧接着有两个晶型的固固转变(β)大约出现在30˚C。PTFE约在330˚C左右熔融。这一系列转变的过程也可以通过DMA进行测试。DMA测试结果表明样品在130˚C还存在刚性无定形部分的玻璃化转变。相比于DSC测试技术，DMA测试玻璃化转变更容易。从泊松比来看，杨氏模量E'原则上总是大于剪切模量G'。
6、 乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)的固化过程：这个案例是使用剪切模式研究EVA的固化过程。图谱显示了样品连续两次加热的储能模量曲线。第yi次升温测试表明样品在-30˚C出现玻璃化转变，随后在50˚C显示乙烯结晶组分的熔融。随后从120˚C开始表现出的模量的增加是由于样品的硫化或者固化反应导致的。第二次加热曲线显示了*固化的EVA的玻璃化转变和熔融过程。
7、 聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的表征：PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)的机械性能采用剪切模式进行，测试温度范围为-130˚C到260˚C，测试频率1Hz。Tan δ曲线上在-60˚C左右宽的峰是由于次级松弛(β松弛)所引起的。玻璃化转变发生在大约80˚C。110˚C左右储能模量的增加是由于冷结晶引起的。随后发生重结晶及结晶结构的熔融过程。
8、 硅油的粘性：当硅油被快速降温至玻璃化转变温度以下时，其结晶过程会被抑制，样品会处于玻璃态。当该样品被再次加热时，可以观察到样品在-110˚C(1Hz)时的玻璃化转变(频率依赖)，紧接着样品在-85˚C开始结晶(无频率依赖)，并在-45˚C开始发生熔融(无频率依赖)。硅油的粘性和频率依赖性(内嵌小图)能够通过样品在液体状态(大约-10˚C以上)的模量曲线计算得到。
9、 丁苯橡胶的主曲线：在很宽的频率范围内的力学谱能提供材料性能的详细信息。由于DMA/SDTA 1+具有出色的温度稳定性和准确性，并且能够在高频下进行测试，这使得主曲线的建立不仅精确，而且快速。图中所示为硫化和未硫化的SBR的主曲线，从中不仅可以得到材料动态行为的信息，而且还能得到关于分子结构和网状结构的结论。
10、 拉伸模式测试聚酰亚胺薄膜：聚酰亚胺薄膜是一种高性能聚合物，在低温下具有很好的韧性，同时能够在短时间暴露于400˚C以上高温的情况下，保持机械性能的稳定。20μm厚聚酰亚胺薄膜在1Hz拉伸模式下的损耗模量曲线(E")显示松弛过程在约59˚C、186˚C和311˚C(E"中的大值)。在311˚C的过程是玻璃化转变。这种材料大约在450˚C时开始分解。
11、 复合材料弹性模量的测定：印刷电路板由纤维增强塑料制成。他们的gao工作温度必须是已知的，通常低于玻璃化转变温度约10˚C。另一个重要的因素是模量。模量和玻璃化转变可以通过DMA的三点弯曲模式轻松地测定。在这个例子中，该样品的gao工作温度不应超过114˚C。 在这个温度以下，模量几乎保持恒定(24 GPa)。
12、 胶带的剪切测量：样品为20μm厚双面胶带。一侧的胶黏层(3μm)比另一侧(3μm)略有粘性。图中显示了胶带的储能模量。在第yi次加热过程中，模量有两个下降的台阶。两个台阶分别对应两侧胶黏层的玻璃化转变(粘性更大的一层Tg较低)。胶黏层会在100到140˚C范围内固化。第二次加热测试曲线显示了*固化材料的玻璃化转变。
13、 粉末样品的DMA测试：粉末样品我们可以使用专门的粉末夹具进行DMA测试。该夹具由薄的钢片折叠而成，将粉末样品填充于其中，然后使用单悬臂模式进行测试。或者，可以将粉末压缩成颗粒再采用压缩模式进行测试。这样测试能够提供更高的灵敏度，可以检测松弛的过程。这张图显示了一个压缩成药片的溶性药物组成的DMA测量试曲线。样品在9˚C时显示了一个次级松弛过程，并在107˚C时出现了玻璃化转变。
14、 使用单悬臂模式测试PEEK样品：聚醚醚酮(PEEK)耐高温塑料，熔点为335˚C。通常用于汽车工业中的热应力部件。在使用DMA表征该样品时，需要将样品制备成薄板(17x5x2mm)，然后使用单悬臂模式进行测试，测试温度范围为-120˚C~240˚C。DMA能够检测到两个热效应，分别为-65˚C的次级松弛155˚C的玻璃化转变。
15、 完整的热分析系统：一个完整的热分析系统由四种基本样品信息测量技术组成。每种技术都以自己*的方式来表征样品。只有当所有不同的结果结合起来，才能获得简化解释的全貌。这些测试技术测量机械模量(DMA)，热流(DSC，闪速DSC)，重量变化(TGA)，和尺寸的变化(TMA)。所有这些测量变量均随温度变化而变化。