TMA7000熱機械分析儀是一種在程序溫度下和非震動載荷作用下，測量物質(zhì)的形變與溫度時間等函數(shù)關(guān)系的技術(shù)，主要測量物質(zhì)的膨脹系數(shù)和相轉(zhuǎn)變溫度等參數(shù)。其工作原理主要基于測量樣品的溫度變化和由此產(chǎn)生的力學變化。加熱系統(tǒng)通常由一個加熱爐和一個恒溫控制裝置組成，樣品被放置在加熱爐中，加熱爐的溫度可以通過控制裝置進行調(diào)節(jié)和維持。測量系統(tǒng)則包括力傳感器和溫度傳感器，力傳感器用來測量由于溫度變化而引起的樣品力學變化，而溫度傳感器則可以感知樣品加熱或冷卻過程中的溫度變化。
一、高精度測量能力
微米級位移分辨率：TMA通過高精度位移傳感器（如線性可變差動變壓器LVDT或激光干涉儀）實現(xiàn)微米級甚至納米級的位移測量，可捕捉材料在溫度變化下的微小形變（如膨脹、收縮、蠕變）。例如，在研究高分子材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時，TMA能精確檢測到材料由玻璃態(tài)向高彈態(tài)轉(zhuǎn)變時的尺寸突變。
低力值測量精度：配備高靈敏度力傳感器（如應(yīng)變片式或壓電式），可測量微牛級（μN）至牛級（N）的力值變化，適用于薄膜、纖維等輕質(zhì)材料的力學性能分析。例如，在研究納米復(fù)合材料的界面強度時，TMA能準確測量材料在拉伸或壓縮過程中的力-位移曲線。
二、寬溫域覆蓋與快速升降溫
超寬溫度范圍：TMA的溫控系統(tǒng)通常覆蓋-150℃至1600℃的溫域，滿足不同材料的測試需求。例如，低溫TMA可研究液氮溫度下材料的收縮行為，高溫TMA則適用于金屬、陶瓷等材料的相變分析。
快速升降溫速率：部分高dTMA支持高達50℃/min的升降溫速率，縮短實驗周期并模擬極d熱環(huán)境。例如，在研究電池材料的熱失控行為時，快速升溫可模擬電池過熱時的劇烈反應(yīng)。
三、多模式分析功能
多種測試模式：TMA支持膨脹法、壓縮法、彎曲法、穿透法等多種測試模式，適應(yīng)不同材料形態(tài)（如塊體、薄膜、纖維）的力學性能分析。例如：
膨脹法：測量材料在加熱或冷卻過程中的線性膨脹系數(shù)。
壓縮法：研究材料在壓縮載荷下的蠕變或應(yīng)力松弛行為。
彎曲法：分析材料在彎曲載荷下的抗彎強度或柔韌性。
動態(tài)力學分析（DMA）聯(lián)用：部分TMA可與動態(tài)力學分析模塊聯(lián)用，實現(xiàn)材料在交變應(yīng)力下的儲能模量、損耗模量等動態(tài)力學性能測試，全面評估材料的粘彈性行為。
四、動態(tài)響應(yīng)與實時監(jiān)測
實時數(shù)據(jù)采集：TMA在測試過程中實時采集位移、力值、溫度等參數(shù)，并以曲線或圖表形式顯示，便于觀察材料性能隨溫度的變化趨勢。例如，在研究形狀記憶聚合物的相變溫度時，TMA可實時顯示材料在加熱過程中的形變恢復(fù)過程。
動態(tài)事件捕捉：通過高采樣率（如100點/秒）和靈敏的傳感器，TMA能捕捉材料在相變、玻璃化轉(zhuǎn)變、熔融等過程中的突變信號，為材料性能分析提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。例如，在研究高分子材料的結(jié)晶行為時，TMA可檢測到結(jié)晶放熱引起的微小尺寸變化。
五、自動化與智能化操作
自動化測試流程：TMA配備自動化樣品臺和程序控制軟件，支持多樣品連續(xù)測試、自動校準、數(shù)據(jù)存儲等功能，減少人工操作誤差并提高實驗效率。例如，在研究一批材料的熱膨脹系數(shù)時，TMA可自動完成所有樣品的測試并生成報告。
智能數(shù)據(jù)分析：部分TMA軟件內(nèi)置材料性能分析模型（如WLF方程、Arrhenius方程），可自動計算材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、膨脹系數(shù)等參數(shù)，并生成專業(yè)報告。例如，在研究復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性時，軟件可自動擬合熱膨脹曲線并計算熱膨脹系數(shù)。
六、模塊化設(shè)計與擴展性
模塊化結(jié)構(gòu)：TMA采用模塊化設(shè)計，用戶可根據(jù)測試需求選擇不同的傳感器、夾具或溫控模塊，實現(xiàn)一機多用。例如，通過更換高溫爐體，TMA可從常規(guī)溫度測試擴展至高溫相變分析。
開放接口與兼容性：TMA支持與熱重分析儀（TGA）、差示掃描量熱儀（DSC）等設(shè)備聯(lián)用，實現(xiàn)多參數(shù)同步分析。例如，TGA-TMA聯(lián)用可同時研究材料的熱分解行為與尺寸變化。
