德國(guó)NETZSCH耐馳熱機(jī)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(cè)量納米級(jí)的尺寸變化（數(shù)字靈敏度為 0.125nm）。為了保證測(cè)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(shè)計(jì)。如果配備渦輪分子泵，真空度可達(dá) 10-4mbar，

熱機(jī)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(shí)間的變化關(guān)系。若所施加的靜態(tài)可近似忽略，則等同于熱膨脹測(cè)量（DIL）。

TMA 廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠、薄膜、纖維、涂料、陶瓷、玻璃、金屬材料與復(fù)合材料。

測(cè)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(jié)晶效應(yīng)

應(yīng)力與應(yīng)變的函數(shù)關(guān)系

熱固性材料的固化性能

應(yīng)用領(lǐng)域

塑料

橡膠與輪胎

復(fù)合材料

產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)

不同行業(yè)、不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)y(cè)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）

升溫速率: 0 … 50°C/min

位移分辨率: 1.25nm

真空度: 10-4mbar，選配

測(cè)量氣氛: 動(dòng)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(dòng)態(tài)載荷模式: 選配

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(guó)際測(cè)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(cè)量樣品形變量表征特征溫度：自動(dòng)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(dòng)停止測(cè)量。計(jì)算并標(biāo)注工程膨脹系數(shù)和物理膨脹系數(shù)自動(dòng)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(cè)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(jì)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(gè)爐體。

多種測(cè)試支架

對(duì)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(duì)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(duì)粉末，液體，糊狀樣品甚至熔融金屬測(cè)試的特殊樣品容器，除此之外，還提供浸入式容器。

德國(guó)NETZSCH耐馳熱機(jī)械分析儀TMA402 F3

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(yàn)。我們希望能通過這些經(jīng)驗(yàn)，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(cè)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(duì)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(chǔ)能模量E’，紅線為損耗模量E"，藍(lán)線為損耗因子tanδ。儲(chǔ)能模量曲線上，樣品在-128°C（外推起始點(diǎn)）為β轉(zhuǎn)變，對(duì)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(chǔ)能模量迅速降低，在損耗模量和損耗因子曲線上對(duì)應(yīng)的峰值溫度為147°C和153°C。

DIL402測(cè)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(chǎng)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(guó)際機(jī)構(gòu)頒發(fā)證書的熱傳導(dǎo)參比材料。 上圖是對(duì)Inconel合金樣品從室溫到1000°C下進(jìn)行6次不同測(cè)試，再用低溫爐從-150°C到50°C進(jìn)行低溫下測(cè)試。每次獨(dú)立測(cè)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(cè)試結(jié)果。

DIL測(cè)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(jià)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(huì)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(cè)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?yàn)闊Y(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(cè)量超過2000°C的陶瓷燒結(jié)過程是沒有問題。

DIL測(cè)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(jià)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(yíng)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(shí)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(cè)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(hào)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(duì)應(yīng)在熱膨脹曲線上出現(xiàn)臺(tái)階，c-DTA信號(hào)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(cè)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(shí)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(yàn)室加熱盤等。美國(guó)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(hào)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(cè)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(cè)熱膨脹曲線（黑色）和文獻(xiàn)數(shù)據(jù)（紅色）比對(duì)，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(cè)試準(zhǔn)確度。實(shí)測(cè)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。