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什么是動態(tài)機(jī)械分析？

來源：瑞科和利（北京）科技有限公司   2024年08月01日 14:28  

從醫(yī)療設(shè)備的塑料到輪胎的橡膠，我們使用的材料必須滿足越來越高的要求。產(chǎn)品制造商和消費(fèi)者希望他們的材料外觀漂亮，性能好，成本低，同時對環(huán)境友好。如需滿足上述需求，就必須深入了解從分子水平到實(shí)際機(jī)械性能的材料特性。由于影響材料特性的因素有很多，因此需要精確的測量工具和方法來確保材料滿足應(yīng)用的高期望值。在開發(fā)和生產(chǎn)的各個階段，評估材料特性的一個關(guān)鍵測量和分析方法是動態(tài)機(jī)械分析（DMA）。




什么是動態(tài)機(jī)械分析？

動態(tài)機(jī)械分析 (DMA) 是一種熱分析技術(shù)，用于測量材料在周期性應(yīng)力下變形時的機(jī)械性能。DMA 通常用于確定聚合物、復(fù)合材料和其他材料的粘彈性行為。DMA，最基本的是測量材料的粘彈性能，通常以儲存模量、損失模量和介質(zhì)損耗角正切(即損耗模量與儲能模量的比值)的形式進(jìn)行量化。DMA測量是通過在材料上施加力和變形，并與其他因素（如溫度、時間和頻率）的影響一起進(jìn)行分析而獲得。


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動態(tài)機(jī)械分析（DMA）如何工作的？

DMA 通過對樣品施加振蕩力并測量其響應(yīng)來測量材料的機(jī)械性能。該技術(shù)可確定材料的剛度和阻尼特性，二者分別表示為儲能模量 (彈性響應(yīng)) 和損耗模量 (粘性響應(yīng))。DMA 還可測量材料的損耗角正切，進(jìn)而深入了解材料的阻尼特性。





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為什么動態(tài)機(jī)械分析非常重要？

動態(tài)機(jī)械分析之所以重要，是因?yàn)樗峁┝擞嘘P(guān)材料的機(jī)械性能的關(guān)鍵信息，這些信息對于了解材料在不同條件下的性能和行為至關(guān)重要。這些信息對于聚合物、復(fù)合材料和其他廣泛應(yīng)用的材料的研發(fā)和質(zhì)量控制尤其具有價值。

示例實(shí)驗(yàn)

該圖顯示了 DMA 850上三個 PET 樣品進(jìn)行拉伸時的對比:

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其中一個樣品具有均勻的粘膠層且性能良好，一個樣品具有不均勻的涂層且性能不佳，還有一個樣品無涂層。因粘合劑產(chǎn)生的轉(zhuǎn)化峰值以 tan δ 顯示，在均勻粘膠層樣品中為 40°C 左右，而不均勻樣品的峰值要小得多。了解不同樣品的特性可以對涂層工藝和制成品進(jìn)行質(zhì)量控制。諸如此類的微妙變化需要高的靈敏度和精確度來測量。


TA Instruments憑借其特色產(chǎn)品DMA 850，DMA 850實(shí)現(xiàn)了從0.1mN到18 N 的廣泛受力測量范圍，而 One-Touch-Away 界面則使得 DMA Express 模式成為評估固體材料的玻璃化轉(zhuǎn)變和二次轉(zhuǎn)變的簡單和常用的方法。它還可表征濕度的影響。

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產(chǎn)品優(yōu)勢：

◆ 非接觸式、低質(zhì)量電機(jī)提供 0.1 mN 至 18 N 的持續(xù)力，可測量從軟材料到剛性材料的所有樣品；

◆ 無摩擦、低柔量空氣軸承設(shè)計確保高靈敏度和精確度；

◆ 光學(xué)編碼器技術(shù)，可在 25 mm 的連續(xù)行程范圍內(nèi)提供 0.1 nm 的分辨率，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的測試多功能性；

◆ 全新的 DirectStrain™ 和智能自動設(shè)定范圍控件，憑此您始終可以測量 寬范圍的樣品剛度和頻率，從而獲得優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)；

◆ 在相關(guān)的測試條件下，選擇兩個專用環(huán)境系統(tǒng)進(jìn)行迅速響應(yīng)的精密控制；

◆ 空氣冷卻系統(tǒng)提供有效的冷卻控制，溫度 低可達(dá) -100°C，不存在液氮原料造成的成本消耗或困擾；

◆ 專用的高剛度輕質(zhì)夾具簡單易用，可確保數(shù)據(jù)的可重復(fù)性。






DMA 用于多種行業(yè)和應(yīng)用，包括：用于研究聚合物和塑料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、粘彈性行為和機(jī)械性能、用于評估復(fù)合材料的機(jī)械性能，包括不同組件之間的界面粘附和整體機(jī)械性能、還可用于研究藥物配方的機(jī)械性能，包括賦形劑和活性藥物成分的粘彈性行為。

本文實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來自于TA



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