熱機械分析儀工作原理及性能特點

　　熱機械分析儀(TMA)是材料科學、高分子、醫(yī)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(jiān)測材料尺寸隨溫度的變化，評估材料的熱穩(wěn)定性、軟化溫度、熱膨脹系數(shù)等參數(shù)，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(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐。?
 

　　其工作原理基于“溫度-載荷-尺寸聯(lián)動測試”：核心由加熱爐、樣品臺、載荷系統(tǒng)與位移測量系統(tǒng)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(tǒng)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(jiān)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(shù)(線膨脹系數(shù)、體膨脹系數(shù))，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(shù)(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(tǒng)采用非接觸式激光位移計或接觸式推桿傳感器，根據(jù)樣品特性選擇，確保測量精準；控制系統(tǒng)采用計算機操作，支持測試程序編輯、數(shù)據(jù)實時采集與曲線分析，測試數(shù)據(jù)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(yōu)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(yè)用于合金的熱膨脹系數(shù)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(yōu)化燒結溫度與時間；醫(yī)藥行業(yè)用于藥品、藥用輔料的熱穩(wěn)定性測試，確保藥品儲存與使用安全；食品行業(yè)用于食品(如巧克力、淀粉)的熱變形特性分析，優(yōu)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(tǒng)(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(xù)測試。?