热机械分析仪对材料试验主要特点介绍

时间:2023-06-08来源:佚名
一、DMA在研究阻尼性能方面的应用

由于固体内部原因使机械能消耗的现象称之为阻尼或内耗(储能模量、损耗模量、损耗因子)。依靠材料本身所具有的高阻尼特性达到减振降噪的目的。例如某公司送检一款降噪材料需要采用DMA测试材料的阻尼性能,测试结果如图1所示。通过测试结果可知,该款降噪材料的损耗因子在玻璃化转变温度附近由0.1升到1.7左右,储能模量由1400突降到0左右,证明材料具有较高的阻尼性能从而达到了减振降噪的目的。

热机械分析仪对材料试验主要特点介绍


图1 某降噪材料的DMA曲线图

热机械分析仪对材料试验主要特点介绍


图2 动态热机械分析仪(DMA)设备

二、DMA在研究玻璃化转变温度方面的应用

材料的玻璃态与高弹态的转变,称为玻璃化转变,它所对应的转变温度即是玻璃化转变温度(Tg)。DMA通过测试模量的变化来测试Tg值,和DSC、TMA相比精度高,更符合实际应用的场景。如图3所示,通过DMA测试出该款材料的玻璃化转变温度有2个,分别是-37℃和12℃,说明该款材料存在2种物质的共混或者2种不同聚合度的成分。红外分析可知,该款材料主要的成分是聚丙烯材料,聚丙烯属于结晶度较高的聚合物,DSC一般只能测试到熔点值,很难测试其玻璃化转变温度值,借助DMA正好弥补这类材料的测试难题。

热机械分析仪对材料试验主要特点介绍

图3 某材料的DMA曲线图

三、DMA在研究预浸料及树脂固化过程的应用

预浸料常用来制作一些复合材料结构件,在其固化过程中模量会不断增大,通过测量升温过程模量的变化可以考察材料的固化特性。图4可以看出,随着温度升高,预浸料的储存模量增大,固化开始温度为155℃左右,固化结束温度为270℃左右。固化分成两步,第一步模量增加不明显,但损耗因子明显增大,树脂处于凝胶化状态;第二步才是进一步的固化,模量迅速增加。

热机械分析仪对材料试验主要特点介绍

图 4某种预浸料的DMA固化曲线

四、DMA在老化机理研究及寿命预估方面的应用

高分子材料在日常生活及生产中随处可见,但是高分子材料很容易受到光照,湿度或者温度的影响导致老化,使其外观结构和力学性能发生改变。因此对高分子材料的老化机理及老化寿命的研究受到众多专家学者的关注。图5是某种材料经老化后模量与损耗的变化。老化后低温模量的增加是导致材料变硬、韧性变差的原因,模量在0℃时就出现明显的下降。玻璃化转变温度在老化后由70-80℃降低到40-50℃,主要是由分子链断裂引起的。

热机械分析仪对材料试验主要特点介绍

式(1)中,Γ1和Γ2表示温度T1和T2下的老化寿命

公式(1)是按照动态力学性能获得的寿命方程。按照公式通过某个温度下的热加速老化数据即可得到在此老化温度下的临界失效时间,即知道Γ1和Γ2以及Ea推算出材料在要求温度下的储存寿命。

热机械分析仪对材料试验主要特点介绍

a-老化后 b-老化前

图 5 老化对模量与损耗的影响

五、DMA在失效方面的应用

复合材料很多都是以高分子材料为基体树脂的,其失效主要是由高聚物的老化造成的。图6是某材料高温老化后的损耗值变化,在此高温老化60天后损耗值逐渐产生一个肩峰,到120天时该肩峰已经很明显。显然此时损耗值除了一个主峰外,还会产生一个次要峰,这可能意味着该材料产生了相反转,组分之间相容性差,会使其力学性能大大变差,说明其材料已经失效了。


热机械分析仪对材料试验主要特点介绍

图 6 某高温老化后的损耗值变化

除了以上所列的这些应用以外,CTI华测检测的DMA还可以完成评价材料的固化现象、软化温度、次级转变、耐寒性、结晶等性能。通过对DMA数据的深度分析,还可以指导产品设计和材料使用、材料优选及优化、可预测高分子使用寿命等。

    相关阅读

    干式变压器的温度正常范围是多少

    1、正常工作的干式变压器 温度达到95度,就已经算是较高的了。不能再增加负载了。低压设备一般要求温升不要超过60度(即:环境温度 60度)。温度过高会加速设备绝缘老化,缩短使...
    2022-09-17
    干式变压器的温度正常范围是多少

    一文看懂三相断路器怎么接线,附完整接线图

    三相断路器 的接线方法 具体接线为:进出线为三火一零,零线接N极。黄,绿,红分别是A、B、C相线,蓝线是中性线。三相四线漏电保护器 入端必须接零线 N。 380V三相四线空开(断路...
    2022-12-28
    一文看懂三相断路器怎么接线,附完整接线图

    限位开关及行程开关的接线方法(图文)

    【 限位开关怎么接线?限位开关及行程开关 的接线方法 】 行程开关又称限位开关,行程开关主要用于控制机械设备的行程及限位保护,行程开关有多种类型,那么行程开关怎么接线,...
    2022-12-29
    限位开关及行程开关的接线方法(图文)

    变压器在日常生活中的用途有哪些?

    变压器 是一种电气设备,主要用于将输出信号从电路的一部分耦合到另一部分。在此过程中,变压器还可以修改输入信号的幅度电平等特性。变压器的概念是由英国科学家迈克尔法拉第...
    2022-09-05

    解析光伏电站从准备到建成项目全流程

    一、光伏项目全流程概览 光伏项目属于固定资产投资类项目,大致流程如下图所示。 二、光伏项目前期阶段 光伏项目前期阶段包含五项工作,如下图所示。 图:光伏项目前期阶段的运...
    2022-05-28
    解析光伏电站从准备到建成项目全流程

    热继电器文字符号与图形符号

    热继电器是一种利用电流通过元件所产生的热效应原理而反时限动作的继电器,以下是热继电器的文字符号和图形符号,一起来看下。 热继电器实物图,如下: 1、 热继电器文字符号...
    2022-12-27
    热继电器文字符号与图形符号

    逆变器最佳组串及容配比设计

    在光伏系统中,随着技术的发展成熟,组件与逆变器容配比不断发生变化,不再是按1:1配,因为光照条件、安装角度、线路损耗等各种因素,组件效率无法达到100%输出,大部分时间可...
    2022-05-28
    逆变器最佳组串及容配比设计

    变压器容量怎么算?怎样测试变压器容量?

    变压器 额定容量是输入变压器的视在功率值,包括变压器自身吸收的有功功率和无功功率。 判断变压器容量的方法有: 1)测量变压器的直流电阻,确定变压器的容量; 2) 容量测试仪...
    2022-09-05

    网站栏目