动态机械分析仪 DMA 使用及管理办法

动态机械分析仪(DMA)使用及管理办法仪器名称：TA Instruments Dynamic Mechanical Analyzer DMA 2980

厂牌：TA Instruments (美商沃特斯), USA

型号：DMA 2980

A.仪器简介

「仪器简介」(附件一)

B.使用前注意事项及操作步骤

1.「管理办法使用安全事项」(附件二)

2.「操作步骤」(附件三)

C.仪器管理

1.校内使用者请填写「预约使用申请书」(附件四)

2.校外使用者请填写「贵仪中心委托检测单」(附件五)

3.「仪器校正步骤」(附件六)

4.「管理、服务人员职责」(附件七)

附件一：仪器简介

动态机械分析仪(DMA)

TA Instruments Dynamic Mechanical Analyzer DMA 2980

DMA 是测量样品在程式温度过程中，在一定频率的交变力的作用下的应变行为，测量其储能模量、损耗模量和损耗因数等参数随温度、时间与力的频率的函数关系。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。 仪器名称：TA Instruments Dynamic Mechanical Analyzer DMA 2980

厂牌： TA Instruments (美商沃特斯), USA

型号： DMA 2980

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 Mechanical Analyzer, 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•DT

•DT

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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(δ)，再计算成为损失模数(E”)，由样品反应的振幅(Amplitude)计算到储存模数(E’)。其中Tanδ高的材料代表黏性行为较为明显，Tanδ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Tanδ, Storage Modulus E’及Loss Modulus E”，再藉由此三种数据去发展，求得其他数据，如Complex Modulus, Shear Modulus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。

DMA 2980 主要规格

一、DMA 2980的仪器规格

二、DMA 2980的温度控制规格

三、DMA 2980的粘弹性实验值量测性能

四、DMA 2980的夹具种类及样品尺寸规格

厚度：最大2mm

4. 伸张，纤维用

长度：5 to 30mm

直径：最小15丹尼, 最大0.8mm

5. 剪切三明治

(Shear Sandwich)

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

(2) 半圆球型探针，测软化点(Soft Point)用

(3) 圆柱型探针，测线性尺寸变化用

TA Instruments 2980 Dynamic Mechanical Analyzer Measured Properties

o stiffness modulus and energy dissipation of composites, thin films, fibers, cured foams, and elastomers

o Tan delta

o glass transition temperatures

o secondary transitions

o energy damping

Test Parameters

o temperature range?-150 to 500° C

o frequency range?0.001 to 10.0 HZ

Modes of Operation

o fixed frequency temperature scan

o resonant frequency?

o stress relaxation

o creep

Accessories Available:

o regular serrated clamps for stiff samples

o thin film tension clamps

o2-point bending clamps

o3-point bending clamps

o single cantilever bending clamps