热机械分析仪操作说明介绍

1. 用途概述

XWJ-500B型热机分析仪是由系统机控制，使试样在炉体内以一定的加热（制冷）速率加热（制冷）试样，使试样在恒定的较小的负荷下随温度升高（降低）发生形变，测量试样温度—形变曲线并通过分析该试样的温度—形变曲线，研究高分子材料力学性能的仪器。它能够测定材料在等速升温条件下的温度、变形曲线，从而确定材料的玻璃化温度Tg和流动温度Tf。它能测量各种材料的热膨胀系数，从而确定这些材料的变T点，烧结过程、收缩率、热膨胀等特性。可广泛应用于高分子及其合成材料、药物、陶瓷等材料的科研和生产中。

该仪器符合国家标准适合标准： GB11998-89 《塑料玻璃化温度测定方法热机械分析法》, GB/T6800.2-2018/ISO11359-2:1999《塑料 热机械分析法TMA》

2.工作原理

聚合物试样随温度上升，从玻璃态转变为高弹态，从高弹态转变为流动态。试样的高弹态和流动态是可以通过形变过程而确定的。所以该机的工作原理就是通过铂电阻Pt100感温元件测量炉内的温度，由温控单元进行PID运算，控制加热部件或制冷单元，达到等速升温的目的。形变由数显百分表显示并输出位移信号上传至PC机，PC机绘制温度-变形曲线。蕞后通过在温度-变形曲线上找到拐点得到Tg和Tf值。

对应于拉伸、针入等不同的实验形式，将高分子材料制成标准尺寸的试样，放入对应的试样安装架中，一同装入控温炉。通过电加热器或液氮流、高精度控温传感器、计算机系统组成控温系统，控制保温炉的温度及升、降温速率，并实时监测试样的温度。通过加载杆、砝码对试样施加恒定的试验力。通过数显千分表实时测定试样的形变量。具有一机多用，灵活方便的特点。

2. 技术指标

3.1 实验舱温度

3.1.1 实验舱温度范围：室温～500℃

3.1.2 实验舱温度控制范围：室温～500℃

3.1.3 温度准确度：±0.5℃

3.1.4 升温速率：0.5℃/ min～5℃/ min

3.1.5 控温元件：Pt100

3.1.6 炉腔测温单元：热电偶T

3.1.7 温度分辨率：0.1℃

3.2 试样变形位移测量

3.2.1位移有效测量范围：5mm

3.2.2 位移测量分辨率：0.001mm

3.2.3 位移测量准确度：±0.005mm

3.2.4 数字千分表显示，RS232串口数据输出

3.3 载荷部分

3.3.1 加载杆质量：260g

3.3.2 砝码：300g、500g、1000g、1500g

3.4 时间显示

内部时钟自动计算，时间误差：±1s/h

3.5 加热部分

采用固态继电器控制的电阻丝加热

3.5.1 加热电压：AC220V，50Hz

3.5.1 加热功率：850W

3.6 试验方式

拉伸，弯曲，压缩，针入

3.6.1 拉伸试样：

3.6.1.1 蕞大夹持厚度：<3 mm

3.6.2 弯曲试样：

3.6.2.1 弯曲压头半径：R3.0±0.10 mm

3.6.2.2 弯曲支点半径：R3.0±0.10 mm

3.6.2.3弯曲支座间距：15.0 mm

3.6.3 压缩试验：

3.6.3.1 压头面积：12.56mm2

3.6.3.2 压头直径：Φ4.0±0.05 mm

3.6.4 针入试验

3.6.4.1 针头面积：1.00 mm2

3.6.4.2 针头直径：Φ1.13±0.05 mm

3.6.5 膨胀试验

3.7 总电源功率：1000W

3.8 电 源：220V±10%，50Hz

3.9 仪器外型尺寸：350mm×300 mm×600 mm

3.10 仪器重量：约 10kg

3. 仪器结构（见附页）

仪器由试验主机，温控单元，加热炉及计算机组成

试验主机部分：升降单元，试样架组成；

温控单元：是包括温控表，升降单元的控制系统组成；

加热炉：是通过控制单元控制实现等速升温的加热系统，耐高温达到500℃；

4. 仪器的安装和调试

5.1检查仪器及随机附件

5.1.1检查仪器外包装是否有损坏，如有破损请及时通知负责运输的部门，并联系我公司。

5.1.2 打开包装箱检查随机文件是否齐全，按装箱单检查主机及附件是否齐全。

5.2 仪器的安装

5.2.1仪器应安置在无尘、无振动、无强磁场、无强电流扰动的实验室内，将仪器置于工作台上。

5.2.2 观察水准器调整地脚使仪器水平。

5.2.3在主机体上装上保温炉、试样安装在试样架上、加载装置、测温装置、测位移装置等部件。

5.2.4 打开计算机，执行XWJ-500B测控软件，进行参数设定，具体见软件操作说明；

5.3 仪器的调试

5.3.1 试样的尺寸

5.3.1.1 压缩试样

圆柱形试样 Φ4.5±0.5 mm ×6.0±1.0 mm

正方柱形试样 4.5±0.5 mm ×4.5±0.5 mm ×6.0±1.0 mm

5.3.1.2 针入试样

圆柱形试样 Φ4.5±0.5 mm ×6.0±1.0 mm

正方柱形试样 4.5±0.5 mm ×4.5±0.5 mm ×6.0±1.0 m

5.3.1.3弯曲试样

板条形试样 25±0.5 mm ×8.0±0.2 mm ×3.0±0.2 m

5.3.1.4拉伸试样

板条形试样 35±0.5 mm ×8.0±0.2 mm ×<1.5±0.2 m

5.3.2 试样的试验条件

5.3.2.1压缩试验

5.3.2.1.1压缩压头为 Φ4.0±0.05 mm 的圆柱形压头；

5.3.2.1.2试样承受压强为 0.4±0.2 MPa（加1号300g砝码，总载荷为513g）；

5.3.2.1.3试样加热速率为 1.2±0.5℃/ min。

5.3.2.2针入试验

5.3.2.2.1针入压头为 Φ1.13±0.05 mm 的圆柱形压头；

5.3.2.2.2 试样所加载荷依材料而定，能使试样产生明显形变，形成的温度—形变曲线，易于分析；

5.3.2.2.3 试样加热速率依工作条件而定。

5.3.2.3弯曲试验

5.3.2.3.1 弯曲压头为 R3.0±0.10 mm 的圆弧形压头；

5.3.2.3.2 两支座间的跨距为15.0 mm。

5.3.2.4 拉伸试验

5.3.2.4.1 拉伸夹头为 8.0 mm × 8.0 mm对夹夹具；

5.3.2.4.2 受力形式为单向拉伸。

5.3.3 试样的安装方法

5.3.3.1 压缩试验

5.3.3.1.1 从附件箱中取出压缩吊筒、压缩试样架、压缩压头；

5.3.3.1.2 将状态调节好的压缩试样放入压缩试样架内，并一同放入压缩吊筒内；

5.3.3.1.3 从上部压上压缩压头；

5.3.3.1.4 点击“上升”键，升起试样架；

5.3.3.1.5 将压缩吊筒用吊筒安装螺母装在升降架上的吊筒安装座上；

5.3.3.1.6 点击“下降”键，使压缩吊筒插入保温炉内；

5.3.3.1.7从升降架上部插入加载杆，压在压缩压头上，并加上适当的砝码（例如1号砝码300g）；

5.3.3.1.8 将位移传感器的针头放在试样压杆托片上；

5.3.3.1.9 点击“开始试验”，系统以设定的升温速率加热试样，计算机实时测定试样的温度及形变量；

5.3.3.1.10 分析温度—形变曲线，确定材料的特性参数，当曲线发生急剧变化后，即可终止试验。

5.3.3.2 针入试验

将上述压缩压头换为针入压头，其它步骤与压缩试验相同。

5.3.3.3 弯曲试验

采用弯曲吊筒、弯曲试样架、弯曲压头，弯曲试样。操作试验方法与上述方法相同。

5.3.3.4 拉伸试验

采用拉伸吊筒、拉伸试样架、拉伸试样。操作试验方法与上述方法相同。

6. 软件操作说明

试样准备好，安放在试样架上后，双击执行桌面“XWJ-500B测控系统” 系统自动进入软件操作界面；

6.1软件上面是菜单，包括：试验报告、试验曲线、退出系统；

6.1.1试验报告，试验结束后点击”WORD报告”会弹出参数设定界面，填写好参数后；

6.1.2 试验曲线包括： 温度-形变曲线，时间和温度曲线，膨胀系数；

6.2 ：试样架控制单元：是控制试样架升降的，点击左侧的

系统会自动上升，下降，到上限和下限会自动停止；点击右侧的，系统会点动上升或下降，在试样架进入加热炉之前，需要点动下降，试样架和加热炉上后对正后，方可自动下降，以免试样架和加热炉口碰撞；

6.3温度控制设置参数：把试样放置在试样架后，按照试验要求，分别设定升温速率，上限温度，蕞大形变量和试样厚度等参数，点击后，系统会按照设定的参数进行等速升温，会自动计算膨胀系数，Tg,Tf等参数，等试样变形后，点击：，系统会自动停止加热；当试验已经进行，需要修改参数，修改完参数后，按曲线刷新，温度-形变曲线，时间和温度曲线会自动按照新的参数重置曲线；

6.4：实时状态和试验结果：

实时状态包括：实时温度，相对位移和位移传感器的实时数据；

试验结果包括：膨胀系数，Tg和Tf值；

试验曲线分析：试验出现曲线后，按鼠标左键如下图框选，即可自动计算出：Tg值；

点击：WORD报告，填写报告参数后，按“生成报告”，按“确定”即可出现WORD报告。

7. 注意事项

7.1 保存说明书以备参考。在使用本仪器之前，仔细阅读本说明书。

7.2 在Z定的电源条件下使用该仪器，单相电源必须有接地线孔，可靠接地。

7.3 仪器应置于无强电磁干扰的环境中使用。不要在不平稳的地方放置该仪器。

7.4 电源线、控制线、信号线应布置整齐，试验过程中不应随意移动。

7.5 低温试验完成后应关闭液氮罐，防止液氮挥发损失。

7.6仪器周围不要放置怕高温或低温的物品。操作时应佩戴隔热性能良好的手套进行操作，防止被高温烫伤或低温液氮灼伤。

7.7液氮罐内严禁人手入内，以免液氮灼伤。

7.8 炉筒、试验仓、夹具、活塞、电磁阀应保持清洁，每次试验完成后一定要擦拭干净。特别是做完低温试验后，一定要擦拭去结露或结霜。使用一段时间后，可用高级清洁剂清洁仪器。

7.9不要随意打开主机及各种仪表，不能随意拆卸仪器，以免损坏仪器。

7.10仪器使用完毕后应断开总电源。

7.11当仪器出现紊乱时，应重新开启电源。

8.装箱单