DMA-TMA-DSC測試原理

1、DMA、DSC、TMA 測試原理,DMA 動(dòng)態(tài)機(jī)械分析儀原理(Dynamic Mechanical Analyzer),所有材料在溫度變化時(shí)都會(huì)有物性上的變化，如膨脹收縮、軟化、交聯(lián)硬化等，而為一些材料在不同溫度下的物性，常用的量測工具之一是動(dòng)態(tài)機(jī)械分析儀(Dynamic Mechanical Analyzer, DMA)。,DMA,動(dòng)態(tài)機(jī)械分析儀的原理較TMA較複雜，但可測得的材料特性更多。 一般材料會(huì)受到自然界中的三種環(huán)境變化影響而改變其物理特性，分別為力量(Force)、頻率(Frequency)以及溫度(Temperature)。,DMA,施加大小不同的力量於材料時(shí)，材料特性會(huì)有所不同

2、 施力的頻率不同，材料特性亦有所不同，施力頻率高則材料會(huì)變得更為堅(jiān)硬，施力頻率低則材料會(huì)較為柔軟 溫度的變化更為顯而易見，因?yàn)樗胁牧贤瑫r(shí)擁有黏性(Viscosity)與彈性(Elasticity)的特性，不同材料的差別僅在於兩者的比例不同而已,DMA,E” Tan= E,在DMA中，利用施力於樣品，但樣品反應(yīng)延遲，測得相角差()，再計(jì)算成為損失模數(shù)(E”)，由樣品反應(yīng)的振幅(Amplitude)計(jì)算得到儲(chǔ)存模數(shù)(E)，公式如下(關(guān)係圖)：,其中高的材料代表黏性行為較為明顯，低的材料代表彈性行為較為明顯,DMA,在DMA中最先得到的數(shù)據(jù)是Tan, Storage Modulus E及Loss

3、Modulus E”，再由此三種數(shù)據(jù)去求得其他數(shù)據(jù)，如Complex Modulus, Shear Modulus等。由所得數(shù)據(jù)判斷可知，材料隨溫度變化的強(qiáng)度、黏性、彈性、Tg點(diǎn)、制震效果、材料混煉效果、各種相轉(zhuǎn)變點(diǎn)等。DMA發(fā)揮得當(dāng)，甚至可取代大部分的物性分析儀器。,DSC 熱示差掃瞄卡量計(jì)原理(Differential Scanning Calorimeter),熱示差掃瞄卡量計(jì)是用於量測樣品材料在特定溫度條件下的能量變化情形的儀器。 主要原理 ： 將樣品置於一個(gè)可透過程控式升溫、降溫或恆溫的加熱爐中，通入氮?dú)狻⒀鯕獾拳h(huán)境氣體，當(dāng)樣品發(fā)生蒸發(fā)、融熔、結(jié)晶等相變化時(shí)，會(huì)伴隨能量的吸放熱變化，

4、通過能量隨溫度或時(shí)間的變化情形，即可判定材料的反應(yīng)熱、熔點(diǎn)、玻璃化溫度、結(jié)晶溫度、比熱、熱穩(wěn)定性、氧化安定性、交聯(lián)反應(yīng)熱、及動(dòng)力學(xué)分析等。,TMA 靜態(tài)機(jī)械分析儀原理(Thermal Mechanical Analyzer),所有材料在溫度變化時(shí)都會(huì)有物性上的變化，如膨脹收縮、軟化、交聯(lián)硬化等，而為一些材料在不同溫度下的物性，常用的量測工具之一是靜態(tài)機(jī)械分析儀(Thermal Mechanical Analyzer, TMA)。,TMA,TMA主要是用以量測樣品隨溫度變化產(chǎn)生的膨脹收縮現(xiàn)象，其方式是利用在樣品上施一固定大小的力，通過可溫度控制的爐體，在升溫或降溫時(shí)，材料有膨脹或收縮，TMA可量測到探針(Probe)的變化，由此量得膨脹係數(shù)或收縮係數(shù)。,TMA,一般材料會(huì)有明顯相變化點(diǎn)，如Tg, Tc, Tm。 材料經(jīng)過Tg時(shí)，分子鏈擺動(dòng)體積變大，因此可利用TMA測試觀察到材料Tg點(diǎn)後膨脹係數(shù)較Tg點(diǎn)前更大，並因此形成轉(zhuǎn)折。 其轉(zhuǎn)折點(diǎn)即為Tg點(diǎn)(玻璃轉(zhuǎn)移溫度)，其高度變化斜率即為CTE(膨脹係數(shù))相關(guān)曲線。,TMA,當(dāng)樣品軟化時(shí)，亦會(huì)因高度變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)折，利用轉(zhuǎn)折點(diǎn)可測試樣品的軟化點(diǎn)(Softing Point)。CTE計(jì)算方式如下：(關(guān)係圖如Figur