熱機械分析儀簡介

熱機械分析儀(TMA)是一種用于研究材料熱力學性質的儀器。它可以測量材料在不同溫度下的熱膨脹、壓縮、彎曲等物理性質的變化。熱機械分析在受控環境中測量樣品尺寸隨時間、溫度和作用力的變化。TMA 可測量熱膨脹系數 (CTE) 以及玻璃化轉變 (Tg) 等其他轉變參數。它可提供材料的相容性、材料對特殊環境的適用性、材料的機械性能或物理特性等方面的信息。熱機械分析儀在材料科學、化學、能源等領域的研究中得到廣泛應用。

圖1.TA熱機械分析儀（TMA450）測量參數

結構組成

熱機械分析儀的工作原理是利用材料在溫度變化時的尺寸變化來測量其熱力學性質。它通常由加熱爐、樣品臺和位移傳感器、電機組成。通過在不同溫度下對材料施加載荷并測量其尺寸變化，可以得到材料的熱膨脹系數、熱導率等重要參數。

圖2.熱機械分析儀結構

測試方法

TMA常見的測試方法為，將具有平行且平整表面的樣品放置在石英平臺上，將熱電偶置于附近，在恒定的力作用下，將石英探頭與試樣保持接觸。當樣品加熱或冷卻時，通過監測

石英探頭的運動來測量尺寸的變化。

圖3.熱機械分析儀樣品臺與夾具

測試夾具

圖4.熱機械分析儀測試夾具

樣品臺和探頭由石英制成，并在-150℃~1000 ℃的工作范圍內進行了優化。石英具有高剛性、耐腐蝕性和極低的熱膨脹性，是一種理想的材料。

總結

根據材料的不同性能可選擇對應的夾具進行測量，通過測量材料在不同溫度下的力學性能，可以為材料的設計和制造提供重要參考。此外，熱機械分析儀還可以用于材料的加工和改性研究。通過測量材料在不同溫度下的彎曲、壓縮等性能，可以優化材料的加工工藝和改善其力學性能。

熱機械分析儀是一種重要的研究工具，可以幫助科學家和工程師深入了解材料的熱力學性質。隨著科技的不斷進步，熱機械分析儀的性能和精度也在不斷提高，為材料研究提供了更加可靠和準確的數據支持。