热机械分析仪综述

热机械分析测量材料尺寸随温度的变化。它被称为TMA（用于热机械分析）或膨胀测量法。

TMA – 热机械分析导论

热机械分析是一种基于待表征材料样品的尺寸变化测量的技术，当该样品暴露于给定温度或温度变化程序时。

该仪器有时被称为膨胀仪，旨在应用这项技术，主要由以下部分组成：

热机械分析仪涵盖了在非常宽的温度范围内研究和开发不同形式（固体、粉末）的材料的需求。

作为时间或温度的函数的尺寸变化的分析允许表征膨胀和致密化现象。例如，让我们考虑多材料系统中的单个材料零件。如果系统静止时的温度和运行时的温度之间的尺寸变化很大，那么在系统的机械设计过程中，必须考虑到这种差异。否则，它将受到机械应力的影响，从而影响其操作和零件的使用寿命。

尺寸变化测量的另一个典型应用是粉末烧结过程中致密化的表征。烧结用于由陶瓷或金属粉末与粘合剂的混合物制造复杂形状的零件。该原理例如用于一些3D打印技术中。致密化速率对烧结或印刷部件的力学强度具有关键影响。

当样品在分析仪中加热并经历某些转变，如软化、玻璃化转变或粉末烧结时，其尺寸变化率将逐渐变化。这种变化将由传感器检测到，并由分析仪记录下来。因此，对表示尺寸随温度变化的曲线的分析使得能够表征发生转变的温度。因此，该技术可以帮助确定粉末烧结过程中玻璃化转变、软化或不同阶段的温度。

热膨胀系数表征了在给定温度下或在一定温度范围内材料膨胀的能力。因此，这是负责设计在制造或使用过程中受到强烈温度变化影响的系统的工程师的基本数据。

TMA通过使用由一系列测量组成的简单程序，可以测量材料在固定温度下的膨胀系数值，以及其在用户选择的温度区间内的变化或平均值。