热机械分析仪(TMA)主要用于检测材料在程序控温(升温、降温或恒温)和特定机械力作用下,其尺寸或形变随温度或时间的变化关系。
基于这项技术,TMA可以检测材料的多种关键性能,主要包括:
热学性能
线性热膨胀系数 (CTE):这是TMA最核心的应用之一,用于精确测量材料在温度变化时沿特定方向的膨胀或收缩程度。
软化点/软化温度:测定材料在受热和受力条件下开始发生明显形变的温度。
玻璃化转变温度 (Tg):检测无定形聚合物或半结晶聚合物中非晶区从玻璃态转变为高弹态的温度,此时材料的热膨胀系数会发生显著变化。
相转变:研究材料在温度变化过程中发生的固-固相变、结晶、熔融等行为。
力学性能
热收缩与膨胀:测量材料(尤其是薄膜、纤维)在加热过程中的尺寸收缩率或膨胀行为。
黏弹性能:通过特定的测试模式(如动态TMA),评估材料的粘弹性行为。
应力-应变关系:在特定温度下,研究材料的形变与所施加应力的关系。
其他特性
相容性与适用性:评估不同材料复合或接触时的热机械行为是否匹配。
烧结过程:监测陶瓷等材料在烧结过程中的尺寸变化。
后固化效应:分析材料在加工或热处理后,其玻璃化转变温度等性能的变化。