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【原创】DMA当强力机用

热分析仪

  • 动态热机械分析仪(DMA)当强力机用

    前两天有同学有些纤细的样品要做拉伸强力测试,但材料样品很细,用材料试验机很难测,因为需要小量程的传感器和小型夹具。由此想到用DMA试试看,在室温下做个简单的变应力试验,测试下来结果非常好,初始模量及变化,屈服、断裂过程都很清楚。
    当然啦,这有点委屈了这个仪器,典型的大材小用了;不过,解决问题还是很重要的,只是有些计算还不知如何做,如断裂功,也许只能用excel手工算了。

    以下是试验时测试的基本信息和样品图谱,可能于感兴趣的版友有用。

    1. PE扁平丝
    开始时加了0.01N的预张力,0.2N/min,室温下等温。



    2. PI圆丝
    这个材料比较硬、本身有点扭曲,开始时加的0.01N预张力可能偏小,因此初始段有点波动。


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  • KK-yiqi

    第1楼2011/01/04

    应助达人

    最大应变能达到多大?与常用拉力机的结果对照过吗?如果非常一致的话,确实是个好方法。

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  • tutm

    第2楼2011/01/04

    TA公司的DMA拉伸夹具最大距离是25mm,我们一般用10-15mm夹距做,距离是自动测量的,最大拉力18N,气浮轴承的,精度极高(见下表)。

    我们用的万能材料试验机(拉力机)最小传感器是10N的,差不多1000g;测试时实际最大拉力约0.2N(20g不到),见下图,预应力0.01N(1mg),拉力这么小,只有量程的2%,误差应该不会小,预应力也几乎没法设置。主贴中那第二个样品在材料试验机上测试断裂强力大约在15-20g左右,可能与拉伸速度有关。我看他们测试时是有些预张力的,但不太好控制,要么看上去还有点弯曲,要么稍一动就断了,不像DMA上可以很方便地设置。

    DMA的有关性能参数


    主贴中第二个图(PI)的长度-力值坐标

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  • onlyonejerry

    第3楼2011/01/07

    好想法啊,赞一个!

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  • fayebest521

    第4楼2011/01/10

    不错啊,有想法

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  • tutm

    第5楼2011/01/12

    这个仪器的好处是软件支持较好,用起来方便。下面是一些不同坐标轴和局部放大的曲线情况









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  • lemonq

    第6楼2011/01/23

    我们学校有部门想买dma,在TA和耐驰两个间犹豫,Tutm老师有什么见解?当时你们买的时候怎么考虑的?

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  • tutm

    第7楼2011/01/23

    我们当时考虑要做纤维材料,主要看可用的最小力,当时只有TA的能满足我们的单纤维测试,他们两家产品的最小力相差约一个数量级。另外,TA公司在这类材料测试方面比较有经验,可以获得较多的咨询。

    耐驰DMA较强的好像是介电性检测配置,这是他们做得比较有经验的领域。

    lemonq(lemonq) 发表:我们学校有部门想买dma,在TA和耐驰两个间犹豫,Tutm老师有什么见解?当时你们买的时候怎么考虑的?

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  • lemonq

    第8楼2011/01/23

    感谢tutm老师的热心指点!

    tutm(tutm) 发表:我们当时考虑要做纤维材料,主要看可用的最小力,当时只有TA的能满足我们的单纤维测试,他们两家产品的最小力相差约一个数量级。另外,TA公司在这类材料测试方面比较有经验,可以获得较多的咨询。

    耐驰DMA较强的好像是介电性检测配置,这是他们做得比较有经验的领域。

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  • KK-yiqi

    第9楼2011/02/10

    应助达人

    刚刚在一篇文章中看到同样用DMA作拉伸实验,做PET薄膜在不同温度的拉伸实验测试它的Young氏模量。与tutm老师的例子非常相像。DMA用的是PerkinElmer Diamond DMA。这个实验除了解决拉力机小力值测试困难的问题外,还克服了一般拉力机无法加热的难题。
    文章名和测试条件如下:
    M. Cristea et al. "A new insight in the dynamo-mechanical behavior of poly(ethylene terephthalate)" European Polymer Journal 46 (2010) 2005–2012
    DMA tests were conducted on a PerkinElmer Diamond apparatus, in tension mode, under nitrogen atmosphere.The initial load was set to 50 mN and it was increased to 9800 N (the limit of the instrument) at a rate of 50 mN/min.

    看来要充分利用仪器的功能,还需要多琢磨多尝试。

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  • tutm

    第10楼2011/02/10

    KK是真正的专家啊!资料看得很多,也很仔细很深入很有心的,谢谢你的支持!这个资料是2010年的,很新的。
    做这种试验,TMA可能更好、感量和精度更高;DMA只是借用一下,它的专长应该还是在动态测试方面了。

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