动态热机械分析仪DMA是在程序控制温度下,对物质施加周期性的刺激(力或者变形),测量材料对周期刺激的响应,从而获得物质的粘弹特性与温度、时间、频率、形变以及力之间的关系。
具体来说,仪器通过夹具将试样固定在测试平台上,然后对试样施加一个交变的力或位移,使试样产生周期性的变形。在这个过程中,传感器会实时监测试样的应变或应力变化,并将这些信号传输给数据采集系统进行处理和分析。根据施加的激励信号类型和测量参数的不同,可以分为多种模式,常见的有应力控制模式、应变控制模式和位移控制模式等。
在应力控制模式下,仪器通过施加一个恒定的交变应力,测量试样相应的应变响应;在应变控制模式下,仪器施加一个恒定的交变应变,测量应力的变化;位移控制模式则是控制试样的位移,测量相应的力和应变。
动态热机械分析仪DMA主要由机架、驱动单元、加热装置、致冷装置、形变测量装置、记录装置、温度程序控制装置等组成。以下是部分核心部件的详细介绍:
驱动马达:非接触式电机,可提供0.1mN至18N的连续力控制,精密的电子原件控制,瞬态响应的速率显著提高,阶跃响应的速率提高到50ms,应力控制准确度高。同时,非接触式电机可在整个25mm的运动范围内施加动态和静态形变,为所有模式和夹具位置提供优异的控制。
空气轴承:无摩擦低柔量的空气轴承,确保优异的力控制灵敏度和准确度,实现动态应变范围达到0.5nm~10mm,静态应变达到25mm,同时满足于各种动态和静态测试。
加热装置:为程序控制系统,温度可达600℃(或500℃),恒温稳定性为0.1℃。
形变测量装置:特殊的光学编码器技术,可在25mm的连续运动范围内提供0.1nm的分辨率,实现测试的多功能性。
动态热机械分析仪DMA广泛应用于塑料、橡胶、薄膜、纤维、涂料、陶瓷、玻璃、金属材料与复合材料等多种材料的热性能和力学性能测试,特别适合对温度和频率敏感的高分子材料粘弹性的研究。