德國NETZSCH納米級熱機(jī)械分析儀TMA402 F1

TMA 402 F1 Hyperion TMA中的“變形金剛"

TMA 402 Hyperion 精度高，低可測量納米級的尺寸變化（數(shù)字靈敏度為 0.125nm）,。配備多種爐體,、樣品支架以及環(huán)境附件，它可以應(yīng)對絕大多數(shù)測量需求,。

產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)

不同行業(yè),、不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)y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(yīng)用提供強(qiáng)有力的支撐。

溫度范圍: -150 ... 1550°C（不同爐體）

位移范圍: ±2.5mm

位移分辨率: 0.125nm

真空度: 10-4mbar,，標(biāo)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(jī)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: 標(biāo)配

選配擴(kuò)展功能: c-DTA、速率控制燒結(jié)

基本功能

耐馳儀器不但遵循絕國際測試標(biāo)準(zhǔn),，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(yīng)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(diǎn)、峰值和終止點(diǎn)溫度標(biāo)注玻璃化溫度和軟化點(diǎn)溫度（符合 DIN 標(biāo)準(zhǔn)）可設(shè)定在軟化點(diǎn)后自動停止測量,。計算并標(biāo)注工程膨脹系數(shù)和物理膨脹系數(shù)自動監(jiān)控?zé)Y(jié)步驟速度控制燒結(jié)軟件（RCS）：勻速燒結(jié)收縮,，以優(yōu)化燒結(jié)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(biāo)注吸放熱效應(yīng)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(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化和擴(kuò)展。

多種爐體

為了滿足不同的溫度范圍需求,，耐馳設(shè)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(diǎn)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納米級熱機(jī)械分析儀TMA402 F1

應(yīng)用實(shí)例

幾十年來，耐馳在應(yīng)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(shí)際應(yīng)用帶來啟發(fā)。

聚碳酸酯熱機(jī)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(tuán)的碳酸酯基團(tuán),，因此易于模塑和成型，在現(xiàn)代制造業(yè)中應(yīng)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(xué)品的容器,。在熱塑性加工中,，對聚碳酸酯的熱機(jī)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(jī)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(lán)線為損耗因子tanδ,。儲能模量曲線上,，樣品在-128°C（外推起始點(diǎn)）為β轉(zhuǎn)變，對應(yīng)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(zhuǎn)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(yīng)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(qiáng)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(jī)械強(qiáng)度,。因此,，它常應(yīng)用在環(huán)境苛刻的場合，比如飛機(jī)引擎,、渦輪增壓器的渦輪葉片,、化學(xué)壓力容器等。Inconel 600和800也可用作CANDU核反應(yīng)器的壓力管,，此外,，Inconel 600也是帶有國際機(jī)構(gòu)頒發(fā)證書的熱傳導(dǎo)參比材料。 上圖是對Inconel合金樣品從室溫到1000°C下進(jìn)行6次不同測試,，再用低溫爐從-150°C到50°C進(jìn)行低溫下測試,。每次獨(dú)立測試結(jié)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(jié)構(gòu)發(fā)生了轉(zhuǎn)變（形成NiCr3團(tuán)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(jié)構(gòu),，從而保證了全溫度范圍內(nèi)優(yōu)異的重復(fù)性測試結(jié)果。

DIL測試碳化硅的燒結(jié)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(dǎo)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(jié)構(gòu)呈六方晶系,。另一種β-碳化硅呈面心立方結(jié)構(gòu),，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(diǎn)溫度高達(dá)2700°C，呈化學(xué)惰性,，熱膨脹系數(shù)很低,，并且不會發(fā)生相轉(zhuǎn)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(jié)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(jié)步驟。第一步燒結(jié)收縮速率在1313°C達(dá)到最大,，這是因為燒結(jié)助劑的減少,。第二步收縮速率在1817°C達(dá)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(jié)過程是沒有問題,。

DIL測試碳化鎢硬質(zhì)合金的燒結(jié)

碳化鎢（WC，W2C）是由元素鎢和碳組成,，類似于碳化鈦。它擁有高硬度,，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(jī)加工硬質(zhì)碳鋼和不銹鋼材料，可以替代高負(fù)荷運(yùn)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(jī)加工速度更快，比標(biāo)準(zhǔn)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?zé)Y(jié)而成,，同時添加鈷作為燒結(jié)助劑來降低燒結(jié)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(jié),，燒結(jié)尺寸收縮分別為1.10% 和16.37%。在約1350°C,，材料燒結(jié)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(yīng)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(jié)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(dá)1000°C，同時還具備類似鋼材等金屬合金的力學(xué)性能,，因而廣泛應(yīng)用于廚具,、實(shí)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(yīng)熱學(xué)和力學(xué)性能要求的零部件,。 Pyroceram 9606具有穩(wěn)定良好的高溫?zé)醾鬟f性能（包括導(dǎo)熱和熱擴(kuò)散）而被批準(zhǔn)為標(biāo)準(zhǔn)材料,，它由NPL（UK）公司制造，標(biāo)號BCR-724,，由IRMM發(fā)行銷售,。熱膨脹儀（DIL）和熱機(jī)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(shí)測熱膨脹曲線（黑色）和文獻(xiàn)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(zhǔn)確度。實(shí)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(xiàn)數(shù)據(jù)為5.53 X 10 -6 1/K,，兩者只相差0.9 X 10-7 1/K,。