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动北京福彩网态热机械分析仪原理简介

发布时间:2020-11-23  作者:admin

  动态热机器剖判(或称动态力学剖判)是正在步伐控温和交变应力效用下,衡量试样的动态模量和力学损耗与温度或频率干系的技巧,操纵这种技巧衡量的仪器即是动态热机器剖判仪(Dynamic mechanical analyzer-DMA)。

  1.基座;2.高度调整安装;3.驱动马达;4驱动轴;5.(剪切)试样;6.(剪切)试样夹具;7.炉体;8.位移传感器(线性差动变压器LVDT);9.力传感器

  力传感器—衡量正弦蜕化的力的振幅和相位。凡是DMA没有力传感器,由传输至驱动马达的交换电来确定力和相位

  归一化到效用面面积A的力称为机器应力或应力(单元面积上的力),归一化到原始长度L0的位移称为相对形变或应变。应力与应变之比称为模量,模量具有物理上的主要性,与试样的几何式样无合。

  正在拉伸、压缩和弯曲测试中测得的是杨氏模量或称弹性模量,正在剪切测试中取得的是剪切模量。

  正在动态力学剖判中,使劲的振幅FA和位移的振幅LA来预备复合模量。出于适用的思考,用所谓的几何因子g将刚度和模量两个量的预备准则化。

  试样受周期性(正弦)蜕化的机器振动应力的效用,产生相应的振动应变。测得的应变往往滞后于所施加的应力,除非试样是齐备弹性的。这种滞后称为相位差即相角差。DMA仪器衡量试样应力的振幅、应变的振幅和应力与应变间的相位差。

  测试中施加正在试样上的应力必需正在胡克定律界说的线性范畴内,即应力-应变弧线肇端的线性范畴。

  DMA测试可正在预先设定的力振幅下或可正在预先设定的位移振幅下实行。前者称为力限制的尝试,后者称为位移限制的尝试。凡是DMA只可实行一种限制格式的尝试。修正型DMA能正在尝试历程中自愿切换力限制和位移限制格式,包管试样的力和位移蜕化不越过步伐设定的范畴。

  高聚物受到交变力效用时会形成滞后外象,上一次受到外力后产生形变正在外力去除后还来不足规复,下一次应力又施加了,乃至总有局限弹性储能没有开释出来。云云一贯轮回,那些未开释的弹性储能都被消磨正在体例的自摩擦上,并转化成热量放出。

  复合模量M*、北京福彩网储能模量M、损耗模量M和损耗角之间的干系可用下图三角形显露:

  储能模量M与应力效用历程中积蓄于试样中的机器能量成正比。相反,损耗模量显露应力效用历程中试样所散失的能量(损耗为热)。损耗模量大外白粘性大,因此阻尼强。损耗因子tan等于黏性与弹性之比,于是值高显露能量散失水准高,黏性形变水准高。它是每个形变周期耗散为热的能量的量度。损耗因子与几何因子无合,因而尽管试样几何形态欠好也能准确测定。

  模量的倒数成为柔量,与模量相对应,有复合柔量、储能柔量和损耗柔量。看待质料力学职能的描绘,复合模量与复合柔量是等效的。

  纯弹性—应力与应变同相,即相角为0。纯弹性试样振动时没有能量耗费。

  纯粘性—应力与应变异相,即相角为/2。纯粘性试样的形变能量齐备调动成热。

  粘弹性—形变对应力呼应有必然的滞后,即相角正在0至/2之间。相角越大,则振动阻尼越强。

  假若正在恒定负载下,分子产生迂缓重排使应力降至最低,质料因而而随时分过程产生形变;假若施加振动应力,由于可用于重排的时分省略,于是应变随频率增大而降低。因而,质料正在高频下比正在低频下更坚硬,即模量随频率增大而增大;跟着温度升高,分子也许更疾重排,因而位移振幅增大,等同于模量降低;正在必然频率下正在室温测得的模量与正在较高温度、较高频率下测得的模量相称。这即是说,频率和温度以互补的格式影响质料的职能,这即是温度-频率等效道理。由于频率低即是时分长(反之亦然),于是温度-频率等效又称为时分-温度叠加(time-temperature superposition-TTS)。

  使用温度-频率等效道理,可取得尝试无法直接抵达的频率的模量新闻。比方,正在室温,几千赫兹下橡胶共混物的阻尼举止是无法由尝试直接测试取得的,由于DMA的最高频率不敷。这时,就可借助温度-频率等效道理,用低温和可测频率范畴实行的测试,可将室温下的损耗因子外推至几千赫兹。

  DMA衡量弧线合键有两大类,动态温度步伐衡量弧线和等温频率扫描衡量弧线。

  动态温度步伐衡量弧线,是正在固定频率的交变应力前提下,以必然的升温速度(因为试样较大,平常速度较低,以1~3K/min为佳),实行测试。取得的是以温度为横坐标、模量为纵坐标的图线,图中可查察储能模量G,损耗模量G,和损耗因子tan随温度的蜕化弧线,反响了试样的次级败坏、玻璃化调动、冷结晶、熔融等历程。

  等温频率扫描衡量弧线,是正在等温前提下,实行分歧振动频率应力效用时的扫描测试。取得的是以频率为横坐标、模量为纵坐标的图线,图中可查察储能模量G,损耗模量G,和损耗因子tan随频率的蜕化弧线。等温测试的力学败坏举止与频率的干系又称为力学败坏谱,根据温度-频率等效道理,可将分歧温度前提下的力学败坏谱沿频率窗横向转移,来取得对应于分歧温度时的模量值。

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