动态机械分析仪DMA使用及管理办法Word文档格式.docx
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由此可以得到材料的粘弹谱(粘弹性能随温度与频率的变化关系),推断材料的内在结构转变如玻璃化转变、二级相变、链段松弛、蠕变等过程,并可计算相关的转变活化能。
DMA原理
所有材料在温度变化时都会有物性上的变化,如膨胀收缩、软化、交联硬化等,而为
一窥材料在不同温度下的物性,常用的量测工具之一是动态机械分析仪(Dynamic
MechanicalAnalyzer,DMA)。
一般材料会受到自然界中的三种环境变化影响而改变其物理
Q特性,分别为力量(Force)频率(Frequency以及温度(Temperature)施加大小不同的力量
於材料时,材料特性会有所不同;
施力的频率不同,材料特性亦有所不同,施力频率高则
材料会变得更为坚硬,施力频率低则材料会较为柔软;
相较之下,温度的变化即更为显而
易见,因为所有材料同时拥有黏性(Viscosity与弹性(Elasticity)的特性,不同材料的差别仅
在於两者的比例不同而已。
因此在DMA中,利用施力於样品,但样品反应延迟,测得相
角差(S再计算成为损失模数(E”),由样品反应的amplitude)计算到储存模数(E'
)。
其中TanS高的材料代表黏性行为较为明显,TanS低的材料代表弹性行为较为明显。
因此,
在DMA中最先得到的数据是TanS,StorageModulusELossM及dulusE”,再藉由此三
种数据去发展,求得其他数据,如ComplexModulus,ShearModulu等。
藉由所得数据的判
断可知,材料随温度变化的强度、黏性、弹性、Tg点、制震效果、材料混炼效果、各种
相转变点等。
DMA发挥得当,甚至可取代大部分的物性分析仪器。
DMA2980主要规格
、DMA2980的仪器规格
1.外形尺寸
深度43.2cm;
宽度66cm;
咼度:
打开炉子71cm
关闭炉子56cm
2.重量
38.6Kg
3.用电
120Vaq50/60Hz;
7amps
4.温度范围
-150to600C
5.最大样品长度
50mm
6.最大样品宽度
5mm
7.最大样品厚度
5mmto10mm,随夹具种类而变
8.最大样品移动范围
25mm
9.有效施力范围
0.001to18N
10.样品气氛
受流量控制的钝气或空气
、DMA2980的温度控制规格
1.温度范围
2.可程控加热速率
0.1to50C/min,0.1C/min的可调量
3.可程控冷却速率
0.1to10C/min到100C
4.温度再现性
±
2C
5.恒温控制稳定性
+/-0.1Cabove50+Z-;
0.1Cbelow50C
6.炉子自动移动功能
有
三、DMA2980的粘弹性实验值量测性能
1.模量范围
103Pato3乂2P0,视夹具种类而定
2.模量准确性
+/-1%
3.频率范围
0.01to200Hz
4.频率可调性
低频区:
0.01Hz;
高频区:
1.0Hz
5.最大施力
18N
6.最小预张力
0.001N
7.TanS范围
0.001to10
8.TanS解析度
0.00001
9.TanS灵敏度
0.0001
10.动态振幅范围
+/-0.5to10.00
ym
11.形变解析度
1nm
四、DMA2980的夹具种类及样品尺寸规格
1.双或单悬臂(共三组)
(Dual/SingleCantilever)
(双)长度:
大号/中号/小号=35/20/8(mm)
(单)长度:
大号/中号/小号=17.5/10/4(mm)
宽度最大15mm,厚度最大5mm
2.三点弯曲(共两组)
(3-PointBend)
(大号)长度:
大跨距/小跨距=50/20(mm)
(小号)长度:
大跨距/中跨距/小跨距=15/10/5(mm)
宽度最大15mm,厚度最大7mm
3.伸张,薄膜用
(Tension,Film)
长度:
5to30mm
宽度:
最大8mm
厚度:
最大2mm
4•伸张,纤维用
直径:
最小15丹尼,最大0.8mm
5.剪切三明治
(ShearSandwich)
两块相同的方形样品,边长10mm,厚度每块最大4mm
6.压缩
(Compression)
两组平行圆板,大圆板直径40mm,小圆板直径
15mm,厚度最大10mm
7.穿刺
(Penetration)
依不同需求而安置三种探针(Probe)
(1)穿刺型探针,测熔点、Tg用
⑵半圆球型探针,测软化点(SoftPoint)用
⑶圆柱型探针,测线性尺寸变化用
TAInstruments2980DynamicMechanicalAnalyzer
MeasuredPropertiesostiffnessmodulusandenergydissipationofcomposites,thinfilms,fibers,curedfoams,andelastomers
oTandelta
oglasstransitiontemperatures
osecondarytransitions
oenergydamping
TestParameters
otemperaturerange?
50to500°
C
ofrequencyrange?
0.001to10.0HZ
ModesofOperation
ofixedfrequencytemperaturescan
oresonantfrequency?
ostressrelaxation
ocreep
AccessoriesAvailable:
oregularserratedclampsforstiffsamples
othinfilmtensionclamps
o2-pointbendingclamps
o3-pointbendingclamps
osinglecantileverbendingclamps
odualcantileverbendingclamps
ofoam/elastomercompressionclamp
DMA2980管理办法及使用安全事项
动态机械性质分析仪(DMA)管理办法内容
1•试片不得为含有毒性、腐蚀性、挥发性、含水分、低熔点材料,违者立即取消该员认证资格,经三个月後才可申请再次认证,通过後即回复认证资格。
2.若於预约当日,无法如期到场,且未以电话告知取消时段,累计两次以上者,停权三个月。
3.若因人为操作不当,导致仪器故障,立即取消该员认证资格,经六个月後才可申请再次认证,通过後即回复认证资格。
4.若因人为操作不当,导致仪器严重故障或是损毁,立即取消该员认证资格,不得再次提出申请认证。
5.因实验需要,需更改仪器参数,请事先告知研究助理,经许可後才可更改之,若在无许可情况下自行任意更改实验参数经发现後,取消认证资格,并不得再次提出申请认证。
6.本仪器须经使用认证考核通过後,才可预约使用,若发现无证
照、停权者或取消认证资格者擅自使用,将以现行犯处理,并告知其指导教授。
7.校外委托测试相关事项
仪器设备名称
收费标准
管理办法
负责人及联络电话
1800元(件/小时)
动态机械性质分
温度范围:
-160C~500C
材料系黄继远
析仪(DMA)
低温部分,液态氮使用费另
3411-300
计。
管理老师:
黄继远教授
管理学生:
曹耕毓
联络电话:
101
附件三:
操作步骤
实验程序
1.确定GCA连接妥善
2.打开主机”POWER键,完成信赖度测试,并开始暖机。
3.打开主机”HEATER”键。
4.排放除水机内的积水与残压。
5.确定除水机内之积水完全清除,再打开除水机电源。
6.打开GCA的电源(如果需要做室温以下之实验),确定通过自我测试,点
亮”Ready”灯。
7.打开控制电脑,载进”ThermalSolution”,取DM与2980之连线。
8.打开DMA控制软体的”即时讯号”(ReTailmeSignal)视窗,确定最下面
的”FrameTemperature与”AirPressure都己OK。
若有接GCA则需显示”GCALiquidLevel:
若干ull”。
9.按“Furnace”键打开炉体,检视是否需安装或换装夹具?
若是,请依标准程序完成夹具安装。
10.若有新换夹具,则记得重新设定夹具的种类,并逐项完成夹具的校正
(MASS/ZERO/COMPLIANCE)。
11.若沿用原有夹具,请按“Float”键,依要领检视驱动轴漂动状况,以确定
处於正常
12.准备好样品,裁成试片量测其精确的尺寸。
对於会有污染、流动、反应、粘结等顾忌的样品,需事先做好防护措施。
有些样品可能需要一些辅助治具,才能有效的安装在夹具之上。
13.小心正确的安装好样品试片,确定位置下中没有歪斜。
14.调整温度热偶的位置,使尽量靠近试片。
15.编辑测试方法,并存档。
16.编辑频率表(多频扫瞄时)或振幅表(多变形量扫描时),并存档之。
17.指定测试的模式(DMA/TMA/…等五项中之一)。
18.打开”ExperimentalParameters视窗,输入样品名称、试片尺寸、操作者姓名及一些必要的注记。
指定空气轴承的气体源及存档的路径与档名,然後载入实验方法与频率表与振幅表(若是TMA则无频率表或振幅表)。
19.打开”InstrumentParament
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