德國NETZSCH耐馳熱機械分析儀TMA402 F3

TMA 402 F3 Hyperion 高精度，高靈活性的系統(tǒng)

TMA 402 Hyperion 其精度高,，低可測量納米級的尺寸變化（數(shù)字靈敏度為 0.125nm）,。為了保證測量的純凈氣氛及儀器的真空度，儀器中所有的單元均為真空密閉設計,。如果配備渦輪分子泵,，真空度可達 10-4mbar,，

熱機械分析儀（TMA）使樣品處于一定的溫度程序下，施加一定的靜態(tài)載荷,，觀察樣品在一定方向上的尺寸隨溫度或時間的變化關系,。若所施加的靜態(tài)可近似忽略，則等同于熱膨脹測量（DIL）,。

TMA 廣泛應用于塑料,、橡膠、薄膜,、纖維,、涂料、陶瓷,、玻璃、金屬材料與復合材料,。

測量特性

線膨脹與收縮性能

玻璃化溫度

薄膜,、纖維的拉伸收縮

熱塑性材料的熱性能分析

軟化溫度

分子重結晶效應

應力與應變的函數(shù)關系

熱固性材料的固化性能

應用領域

塑料

橡膠與輪胎

復合材料

產(chǎn)品技術參數(shù)

不同行業(yè)、不同應用領域對測試工具的需求有所不同,。NETZSCH儀器擁有杰出的性能,、豐富的配置，為客戶應用提供強有力的支撐,。

溫度范圍: -150 ... 1550°C（不同爐體）

升溫速率: 0 … 50°C/min

位移分辨率: 1.25nm

真空度: 10-4mbar,，選配

測量氣氛: 動態(tài)或靜態(tài)；氧化,、還原,、惰性、真空

爐體配置: 與STA共用爐體,、雙爐體,、可選機械制冷爐

載荷范圍: 0.001 ... 3N

載荷分辨率: 0.01mN

加載模式: 壓縮/針入、彎曲,、拉伸

動態(tài)載荷模式: 選配

選配擴展功能: c-DTA,、速率控制燒結

基本功能

耐馳儀器不但遵循絕國際測試標準，而且提供更完善,、更靈活的功能,，幫助客戶更深入、更有想象力地應用,。

TMA基本功能

精確測量樣品形變量表征特征溫度：自動確定起始點,、峰值和終止點溫度標注玻璃化溫度和軟化點溫度（符合 DIN 標準）可設定在軟化點后自動停止測量。計算并標注工程膨脹系數(shù)和物理膨脹系數(shù)自動監(jiān)控燒結步驟速度控制燒結軟件（RCS）：勻速燒結收縮,，以優(yōu)化燒結工藝（選件）多種力變換模式,，包括調(diào)制力,，可用于測量材料的粘彈性能。 c-DTA 功能：標注吸放熱效應的溫度

豐富的附件選擇

NETZSCH 熱分析儀器能夠根據(jù)客戶的要求配置多種附件進行系統(tǒng)優(yōu)化和擴展,。

多種爐體

為了滿足不同的溫度范圍需求,，耐馳設計了多種爐體，用戶可根據(jù)自身需要自由更換,。如果選擇了雙爐體裝置,，則只需片刻即可切換到另一個爐體。

多種測試支架

對于不同尺寸的樣品有多種不同規(guī)格的石英,、氧化鋁樣品支架和推桿可供選擇,。除了針對膨脹，針入,，和拉伸模式之外,，還提供三點彎曲模式的推桿和支架。

特殊樣品支架

提供針對粉末,，液體,，糊狀樣品甚至熔融金屬測試的特殊樣品容器，除此之外,，還提供浸入式容器,。

德國NETZSCH耐馳熱機械分析儀TMA402 F3

應用實例

幾十年來，耐馳在應用方面積累了海量的經(jīng)驗,。我們希望能通過這些經(jīng)驗,，拋磚引玉，為客戶的實際應用帶來啟發(fā),。

聚碳酸酯熱機械性能測試

聚碳酸酯是一種熱塑性聚合物,，其分子鏈中含有連接其他功能基團的碳酸酯基團，因此易于模塑和成型,，在現(xiàn)代制造業(yè)中應用廣泛,。它的耐用性和透明性使其成為理想的光盤和鏡片基材，也被用于制成盛放食品,、飲料和化學品的容器,。在熱塑性加工中，對聚碳酸酯的熱機械性能的了解和控制是需要的,。 圖中展示了聚碳酸酯的熱機械性能,。圖中黑線為樣品的儲能模量E’，紅線為損耗模量E",，藍線為損耗因子tanδ,。儲能模量曲線上，樣品在-128°C（外推起始點）為β轉變,，對應的損耗模量和損耗因子曲線的峰值溫度為-114°C和-103°C,；樣品玻璃化轉變溫度為143°C,，此溫度附近樣品儲能模量迅速降低，在損耗模量和損耗因子曲線上對應的峰值溫度為147°C和153°C,。

DIL402測試鎳基合金Inconel 600的熱膨脹

Inconel合金屬于非磁性鎳基合金,，比如Inconel 600合金是由72%鎳、16%鉻和8%鐵組成的,。增加Inconel 600合金中的鉻含量,，可以顯著提升它的抗氧化性能，而提高鎳含量,，可以得到更強的抗腐蝕性能,。Inconel合金即使在高溫下也具有較高的抗氧化性、耐腐蝕性和機械強度,。因此,，它常應用在環(huán)境苛刻的場合，比如飛機引擎,、渦輪增壓器的渦輪葉片,、化學壓力容器等,。Inconel 600和800也可用作CANDU核反應器的壓力管,，此外,，Inconel 600也是帶有國際機構頒發(fā)證書的熱傳導參比材料,。 上圖是對Inconel合金樣品從室溫到1000°C下進行6次不同測試,，再用低溫爐從-150°C到50°C進行低溫下測試,。每次獨立測試結果之間偏差為 ±0.5%,。在較低溫度下,，樣品的熱膨脹呈現(xiàn)近似線性膨脹,。在500°C到600°C范圍膨脹曲線出現(xiàn)輕微的斜率變化，這是由于樣品內(nèi)部結構發(fā)生了轉變（形成NiCr3團簇）造成的,。Netzsch DIL配備的高溫爐和低溫爐、真空系統(tǒng)以及氣密性結構，從而保證了全溫度范圍內(nèi)優(yōu)異的重復性測試結果。

DIL測試碳化硅的燒結過程

碳化硅（SiC）是由硅和碳組成的陶瓷,，人造的碳化硅作為研磨料,，商品名為金剛砂,，也可作為半導體材料和碳硅寶石,。最常見類型是α-碳化硅,，其合成溫度超過2000°C，結構呈六方晶系,。另一種β-碳化硅呈面心立方結構,，制備溫度通常低于2000°C，但商業(yè)價值不高,。碳化硅的比重為3.2g/cm3,，熔點溫度高達2700°C，呈化學惰性,，熱膨脹系數(shù)很低,，并且不會發(fā)生相轉變，非常適合用作高溫軸套和爐體材料,。 上圖是碳化硅生坯（主要是由SiC粉末和燒結助劑混合而成）在1000°C到2200°C下熱膨脹測試曲線,，呈兩步燒結步驟。第一步燒結收縮速率在1313°C達到最大,，這是因為燒結助劑的減少,。第二步收縮速率在1817°C達到最大，這是由于坯體的收縮/致密化造成的,。該例說明使用DIL 402測量超過2000°C的陶瓷燒結過程是沒有問題,。

DIL測試碳化鎢硬質(zhì)合金的燒結

碳化鎢（WC，W2C）是由元素鎢和碳組成，類似于碳化鈦,。它擁有*高的硬度,，非常適合用在切割工具、摩擦材料,、軸承,，還可作為鉆石的廉價替代品。碳化鎢具有良好的耐磨性,，因此也常用在珠寶,、手表、首飾上,。碳化鎢切削刀具非常適合機加工硬質(zhì)碳鋼和不銹鋼材料,，可以替代高負荷運營的生產(chǎn)流水線上易損部件。由碳化物硬質(zhì)合金刀具加工后的零件表面質(zhì)量更高,，機加工速度更快,，比標準高速工具鋼耐溫更高。通常碳化鎢硬質(zhì)合金零件通過高溫燒結而成,，同時添加鈷作為燒結助劑來降低燒結溫度,。 上圖是碳化鎢生坯測試到1500°C的熱膨脹曲線。在856°C開始燒結,，燒結尺寸收縮分別為1.10% 和16.37%,。在約1350°C，材料燒結收縮迅速停止,，這是由于W-C-Co形成的共熔體發(fā)生熔融,，c-DTA信號在此處出現(xiàn)吸熱峰。在降溫過程,，共熔體在1362°C發(fā)生凝固,，對應在熱膨脹曲線上出現(xiàn)臺階，c-DTA信號出現(xiàn)放熱峰,。該例表明推桿式膨脹儀DIL可以輕松分析高溫硬質(zhì)合金的燒結行為,。

TMA測量微晶玻璃陶瓷的熱膨脹系數(shù)

Pyroceram是康寧公司開發(fā)的多晶型硅酸鎂鋁微晶玻璃。此材料密度低,、耐高溫達1000°C,，同時還具備類似鋼材等金屬合金的力學性能,，因而廣泛應用于廚具,、實驗室加熱盤等。美國航天局NASA采用此材料制造輕量化且滿足相應熱學和力學性能要求的零部件,。 Pyroceram 9606具有穩(wěn)定良好的高溫熱傳遞性能（包括導熱和熱擴散）而被批準為標準材料,，它由NPL（UK）公司制造，標號BCR-724，由IRMM發(fā)行銷售,。熱膨脹儀（DIL）和熱機械分析儀（TMA）是測量Pyroceram和其他玻璃陶瓷材料熱膨脹的理想方法,。 圖譜1顯示了Pyroceram 9606樣品的實測熱膨脹曲線（黑色）和文獻數(shù)據(jù)（紅色）比對，兩條數(shù)據(jù)曲線十分吻合,，說明TMA 402 F1 Hyperion能夠獲得很高的測試準確度,。實測的平均熱膨脹系數(shù)（0°C～300°C）為5.44 X 10-6 1/K，而文獻數(shù)據(jù)為5.53 X 10 -6 1/K,，兩者只相差0.9 X 10-7 1/K,。