熱機械分析儀(TMA)是材料科學、高分子、醫藥、食品等領域用于分析材料在溫度變化下力學性能(如熱膨脹、軟化、收縮)的綜合測試設備,通過施加恒定載荷并監測材料尺寸隨溫度的變化,評估材料的熱穩定性、軟化溫度、熱膨脹系數等參數,廣泛應用于塑料、橡膠、金屬、陶瓷的性能測試,如塑料熱變形溫度測定、橡膠硫化收縮分析、陶瓷燒結收縮率測試,為材料選型與工藝優化提供數據支撐。?
其工作原理基于“溫度-載荷-尺寸聯動測試”:核心由加熱爐、樣品臺、載荷系統與位移測量系統組成。將樣品固定在樣品臺上,加熱爐按設定程序升溫(溫度范圍-150℃至1500℃),同時載荷系統對樣品施加恒定載荷(載荷范圍0.01-10N),位移傳感器(如電感式、電容式)實時監測樣品在溫度與載荷作用下的尺寸變化(分辨率0.001μm)。通過分析溫度-尺寸變化曲線,計算熱膨脹系數(線膨脹系數、體膨脹系數),確定材料的軟化溫度(如玻璃化轉變溫度Tg)、熔融溫度、收縮率等參數(測試精度:溫度±1℃,位移±0.005μm)。?
結構設計上,
熱機械分析儀側重“多功能+高精度”。加熱爐采用紅外加熱或電阻加熱,溫度均勻度≤±1℃,升溫速率可調(0.1-50℃/min),支持氣氛控制(空氣、惰性氣體、真空),適配不同材料測試需求;樣品夾具可更換(如拉伸夾具、壓縮夾具、三點彎曲夾具),滿足不同力學測試模式(如熱膨脹測試、熱變形測試、蠕變測試);位移測量系統采用非接觸式激光位移計或接觸式推桿傳感器,根據樣品特性選擇,確保測量精準;控制系統采用計算機操作,支持測試程序編輯、數據實時采集與曲線分析,測試數據可導出為Excel、PDF格式,便于報告生成。?
應用場景中,其綜合分析優勢顯著:高分子材料領域用于塑料、橡膠的玻璃化轉變溫度測定,評估材料耐高溫性能;金屬行業用于合金的熱膨脹系數與軟化溫度測試,指導高溫部件加工工藝;陶瓷領域用于陶瓷材料的燒結收縮率分析,優化燒結溫度與時間;醫藥行業用于藥品、藥用輔料的熱穩定性測試,確保藥品儲存與使用安全;食品行業用于食品(如巧克力、淀粉)的熱變形特性分析,優化加工與儲存條件。操作維護需注意:樣品需加工成標準尺寸(如拉伸樣品長20mm×寬5mm×厚2mm),表面清潔無雜質;測試前需校準溫度與位移系統(使用標準物質如藍寶石);加熱爐使用后需冷卻至室溫再打開,防止燙傷與部件老化;定期清潔樣品臺與夾具,去除殘留樣品,防止污染后續測試。?