動態(tài)熱機械分析儀DMA是在程序控制溫度下,對物質(zhì)施加周期性的刺激(力或者變形),測量材料對周期刺激的響應,從而獲得物質(zhì)的粘彈特性與溫度、時間、頻率、形變以及力之間的關(guān)系。
具體來說,儀器通過夾具將試樣固定在測試平臺上,然后對試樣施加一個交變的力或位移,使試樣產(chǎn)生周期性的變形。在這個過程中,傳感器會實時監(jiān)測試樣的應變或應力變化,并將這些信號傳輸給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行處理和分析。根據(jù)施加的激勵信號類型和測量參數(shù)的不同,可以分為多種模式,常見的有應力控制模式、應變控制模式和位移控制模式等。
在應力控制模式下,儀器通過施加一個恒定的交變應力,測量試樣相應的應變響應;在應變控制模式下,儀器施加一個恒定的交變應變,測量應力的變化;位移控制模式則是控制試樣的位移,測量相應的力和應變。
動態(tài)熱機械分析儀DMA主要由機架、驅(qū)動單元、加熱裝置、致冷裝置、形變測量裝置、記錄裝置、溫度程序控制裝置等組成。以下是部分核心部件的詳細介紹:
驅(qū)動馬達:非接觸式電機,可提供0.1mN至18N的連續(xù)力控制,精密的電子原件控制,瞬態(tài)響應的速率顯著提高,階躍響應的速率提高到50ms,應力控制準確度高。同時,非接觸式電機可在整個25mm的運動范圍內(nèi)施加動態(tài)和靜態(tài)形變,為所有模式和夾具位置提供優(yōu)異的控制。
空氣軸承:無摩擦低柔量的空氣軸承,確保優(yōu)異的力控制靈敏度和準確度,實現(xiàn)動態(tài)應變范圍達到0.5nm~10mm,靜態(tài)應變達到25mm,同時滿足于各種動態(tài)和靜態(tài)測試。
加熱裝置:為程序控制系統(tǒng),溫度可達600℃(或500℃),恒溫穩(wěn)定性為0.1℃。
形變測量裝置:特殊的光學編碼器技術(shù),可在25mm的連續(xù)運動范圍內(nèi)提供0.1nm的分辨率,實現(xiàn)測試的多功能性。
動態(tài)熱機械分析儀DMA廣泛應用于塑料、橡膠、薄膜、纖維、涂料、陶瓷、玻璃、金屬材料與復合材料等多種材料的熱性能和力學性能測試,特別適合對溫度和頻率敏感的高分子材料粘彈性的研究。