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【求助】固化的环氧样品,其内应力对DSC、TMA、DMA测试有什么影响?

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    2009/03/18
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热分析仪

  • 悬赏金额:50积分状态:已解决

  • 如题,望高手指教。

tutm 2009/03/20

对于DSC测试,内能过高会导致明显放热峰的出现。比如,高拉伸倍数(具体记不清)的纤维材料,会在熔融峰前出一个小的解取向放热峰。 如不加外力使样品形变,TMA测试中是否仍然会有收缩出现?这要看你的样品测试温度是否超过固化温度,如果超出那还是有可能的。 "应变硬化"会使模量增加,是不是因为延展空间已经被减小了?可以这么理解,分子链段已经一定程度上定向排列,进一步延展空间已经减小。

面对面想你 2009/03/19

内应力对这些测试基本没有影响

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    第1楼2009/03/19

    1. 物体由于外因(受力、湿度变化等)而变形时,在物体内各部分之间产生相互作用的内力,以抵抗这种外因的作用,并力图使物体从变形后的位置回复到变形前的位置。在所考察的截面某一点单位面积上的内力称为应力。同截面垂直的称为正应力或法向应力。
      2. 在没有外力存在下,材料内部由于加工成型不当,温度变化,溶剂作用等原因所产生的应力。
      3、内应力的取消有几种方法:一对物体进行热处理(只针对钢铁性质的工件)二是放到自然条件下进行消除。三是人工通过敲打振动等方式进行消除。
      内应力是在结构上无外力作用时保留于物体内部的应力

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    第2楼2009/03/19

    内应力对这些测试基本没有影响

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    第3楼2009/03/19

    “通过敲打振动等方式进行消除”应力? 很有意思。 这种方式主要是对哪类样品?

    jackcong 发表:1. 物体由于外因(受力、湿度变化等)而变形时,在物体内各部分之间产生相互作用的内力,以抵抗这种外因的作用,并力图使物体从变形后的位置回复到变形前的位置。在所考察的截面某一点单位面积上的内力称为应力。同截面垂直的称为正应力或法向应力。
      2. 在没有外力存在下,材料内部由于加工成型不当,温度变化,溶剂作用等原因所产生的应力。
      3、内应力的取消有几种方法:一对物体进行热处理(只针对钢铁性质的工件)二是放到自然条件下进行消除。三是人工通过敲打振动等方式进行消除。
      内应力是在结构上无外力作用时保留于物体内部的应力

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    第4楼2009/03/19

    有影响的,实验中经常会碰到。比如在环氧固化样品在TMA测试时,在Tg附近会产生尺寸收缩,就被认为是应力影响的。
    但是认识还是比较模糊,需要高手做个清晰的阐述。


    jackcong 发表:内应力对这些测试基本没有影响

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  • tutm

    第5楼2009/03/19

    同意有影响!
    对DSC可能影响不明显,但是对TMA和DMA测的是材料应力-应变性能与温度的关系,Tg附近分子间作用力大小明显变化,可以发生松弛,影响应该是很明显的。

    free365 发表:有影响的,实验中经常会碰到。比如在环氧固化样品在TMA测试时,在Tg附近会产生尺寸收缩,就被认为是应力影响的。
    但是认识还是比较模糊,需要高手做个清晰的阐述。

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    第6楼2009/03/19

    多谢关注.
    还需要指点:
    对TMA测试,为什么应力会导致尺寸收缩?
    对DMA测试,应力将产生怎样的影响? 过程的机理?

    tutm 发表:同意有影响!
    对DSC可能影响不明显,但是对TMA和DMA测的是材料应力-应变性能与温度的关系,Tg附近分子间作用力大小明显变化,可以发生松弛,影响应该是很明显的。

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  • tutm

    第7楼2009/03/20

    这是高分子物理的问题。
    高聚物的内应力,从分子角度分析,应该会使大分子链中的单键的键长和键角在应力作用下发生一定程度的变形。
    举例说,在Tg温度以下拉伸聚酯薄膜,其大分子链原来的卷曲、折叠链段被部分地拉直,取向度提高。由于这时温度较低,分子链段仍处于“冻结状态”,因此这种分子变形可以长期保持下去,并且可以使它在同方向受力时的杨氏模量增加、变形减少(应变硬化)。
    这个方法常用于强化高聚物材料的机械性能,比如磁带。但是如果这样的材料被置于高于Tg温度环境,分子链段的自由活动能力升高,变形的分子链段会在内应力作用下,逐步通过内旋转回复到正常的卷曲、折叠形态(或键长和键角恢复),外形就会产生收缩。
    以上过程对TMA测试的影响是显而易见的。

    对DMA来说,它测试的基础变量是应力与应变的相位角,从以上的分析来看似乎内应力并不会直接对此有影响。但是,由于内应力会改变材料刚性模量的大小(应力应变斜率)和范围,因此还是会有不同程度影响的。

    free365 发表:多谢关注.
    还需要指点:
    对TMA测试,为什么应力会导致尺寸收缩?
    对DMA测试,应力将产生怎样的影响? 过程的机理?

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    第8楼2009/03/20

    多谢,答案比较完全了
    在高于Tg的温度对样品淬火:
    对于DSC测试,有没有可能造成内能过高,导致放热峰的出现?
    如不加外力使样品形变,TMA测试中是否仍然会有收缩出现?

    "应变硬化"会使模量增加,是不是因为延展空间已经被减小了?

    tutm 发表:这是高分子物理的问题。
    高聚物的内应力,从分子角度分析,应该会使大分子链中的单键的键长和键角在应力作用下发生一定程度的变形。
    举例说,在Tg温度以下拉伸聚酯薄膜,其大分子链原来的卷曲、折叠链段被部分地拉直,取向度提高。由于这时温度较低,分子链段仍处于“冻结状态”,因此这种分子变形可以长期保持下去,并且可以使它在同方向受力时的杨氏模量增加、变形减少(应变硬化)。
    这个方法常用于强化高聚物材料的机械性能,比如磁带。但是如果这样的材料被置于高于Tg温度环境,分子链段的自由活动能力升高,变形的分子链段会在内应力作用下,逐步通过内旋转回复到正常的卷曲、折叠形态(或键长和键角恢复),外形就会产生收缩。
    以上过程对TMA测试的影响是显而易见的。

    对DMA来说,它测试的基础变量是应力与应变的相位角,从以上的分析来看似乎内应力并不会直接对此有影响。但是,由于内应力会改变材料刚性模量的大小(应力应变斜率)和范围,因此还是会有不同程度影响的。

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  • tutm

    第9楼2009/03/20

    对于DSC测试,内能过高会导致明显放热峰的出现。比如,高拉伸倍数(具体记不清)的纤维材料,会在熔融峰前出一个小的解取向放热峰。

    如不加外力使样品形变,TMA测试中是否仍然会有收缩出现?这要看你的样品测试温度是否超过固化温度,如果超出那还是有可能的。

    "应变硬化"会使模量增加,是不是因为延展空间已经被减小了?可以这么理解,分子链段已经一定程度上定向排列,进一步延展空间已经减小。

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