| 型號(hào): | DMA 242 E |
| 品牌: | NETZSCH(耐馳) |
| 產(chǎn)地: | 德國(guó) |
| 測(cè)量方法: | 強(qiáng)迫非共振法-粘彈譜儀 |
| 溫控范圍: | -170℃ ～ 600℃ |
| 頻率范圍: | 0.01 ～ 100 Hz |
DMA 242E Artemis 配備易于使用的 Proteus® 測(cè)量與分析軟件，能夠快速而方便地表征材料的動(dòng)態(tài)熱機(jī)械性能與頻率、溫度、時(shí)間的關(guān)系。
DMA 242E Artemis 為模塊化的設(shè)計(jì)，可以配備冷卻系統(tǒng)，以及多種多樣的樣品支架，甚至包括更多的特殊配置，這使得它可以適應(yīng)非常廣闊的應(yīng)用范圍，成為各類實(shí)驗(yàn)室的理想選擇。
DMA 242E Artemis 為下掛式裝樣設(shè)計(jì)，裝樣操作方便，易于更換不同種類的支架。
DMA 242E Artemis 可選配超過(guò) 30 種不同種類與規(guī)格的樣品支架，能夠?yàn)椴煌瑯悠返臏y(cè)試提供測(cè)試方法。
DMA 242E Artemis 可以通入惰性或氧化性氣氛，流量精確可控，可為測(cè)量提供優(yōu)化的熱傳遞環(huán)境。
DMA 242E Artemis 可配備兩種不同的冷卻系統(tǒng)：液氮系統(tǒng)可線性冷卻至 -170°C，帶 vortex 管的壓縮空氣冷卻系統(tǒng)能夠冷卻到 0°C。
可控力范圍達(dá)到 24N（靜態(tài)力 12N，動(dòng)態(tài)力 12N），適合于非常堅(jiān)硬樣品的測(cè)量。若將量程限定在 4N 靜態(tài)力和 4N 動(dòng)態(tài)力范圍內(nèi)，則分辨率將進(jìn)一步提高。
20-mm 行程的步進(jìn)電機(jī)能夠精確測(cè)量出樣品在 DMA 測(cè)試過(guò)程中的長(zhǎng)度變化。這對(duì) DMA 242E Artemis 支持的各類靜態(tài)模式測(cè)試非常重要，如蠕變，松弛和 TMA 模式。
技術(shù)參數(shù)
溫度范圍：-170°C … 600°C
升溫速率：0.01 … 20 K/min
頻率范圍：0.01 … 100 Hz
力范圍：24N（靜態(tài)力12N，動(dòng)態(tài)力12N）
高分辨率力范圍：8N（靜態(tài)力4N，動(dòng)態(tài)力4N）
可控應(yīng)變范圍：± 240 μm
靜態(tài)形變：20 mm
模量范圍：10-3 … 106 MPa
阻尼范圍（tgδ）：0.005 … 100
可選冷卻設(shè)備：
- 液氮冷卻
- 帶 vortex 管的壓縮空氣冷卻，冷卻至 0°C形變模式：
- 3 點(diǎn)彎曲
- 單雙懸臂
- 剪切
- 拉伸
- 壓縮 / 針入額外的測(cè)量模式：
- TMA 模式
- 蠕變/松弛
- 應(yīng)力 / 應(yīng)變掃描模式樣品形狀：取決于具體的形變模式（比如三點(diǎn)彎曲，的樣品尺寸為：長(zhǎng) 60mm，寬 12mm，厚 5mm）
可選附件：
- 浸入式樣品容器
- 水蒸汽發(fā)生器
- 紫外設(shè)備
- 介電分析儀（DEA）
軟件功能
DMA 242E Artemis 的測(cè)量與分析軟件是基于 MicroSoft Windows® 系統(tǒng)的 Proteus® 軟件包，它包含了所有必要的測(cè)量功能和數(shù)據(jù)分析功能。
這一軟件包具有極其友善的用戶界面，包括易于理解的菜單操作和自動(dòng)操作流程，并且適用于各種復(fù)雜的分析。
Proteus® 軟件既可安裝在儀器的控制電腦上聯(lián)機(jī)工作，也可安裝在其他電腦上脫機(jī)使用。
DMA 部分軟件功能：
可從眾多的 DMA 參數(shù)（如儲(chǔ)能模量，損耗模量，損耗因子，長(zhǎng)度變化...）中選擇多個(gè)參數(shù)，以對(duì)數(shù)或普通坐標(biāo)顯示。Y 軸最多支持四根，參數(shù)（曲線）顯示數(shù)量不限。
測(cè)量參數(shù)（如：作用力、位移、振幅、偏移量等）可以對(duì)時(shí)間、溫度或頻率作圖。
數(shù)據(jù)點(diǎn)標(biāo)示功能。
可顯示長(zhǎng)度變化曲線，并計(jì)算線性膨脹系數(shù)。
根據(jù) WLF 方程進(jìn)行外推計(jì)算得到主曲線。
轉(zhuǎn)變活化能計(jì)算。
Cole-Cole 圖。
松弛／蠕變模式的力/形變量-時(shí)間圖譜（選件）。
應(yīng)力／應(yīng)變掃描模式的力-振幅圖譜（選件）。
3D 圖譜功能
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常規(guī)應(yīng)用實(shí)例
SBR 橡膠混合物 -- 多頻測(cè)量與主曲線
圖中所示為 SBR 橡膠混合物的多頻測(cè)試圖譜，正如我們所預(yù)期的，隨著頻率的增大，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度向高溫漂移，儲(chǔ)能模量也相應(yīng)增大。（實(shí)驗(yàn)條件：2K/min 升溫，雙懸臂模式）
在多頻測(cè)試的基礎(chǔ)上，若使用 Williams-Landel-Ferry (WLF)方程以某參考溫度（圖中為 -20°C）為基準(zhǔn)進(jìn)行外推，可得到頻率外推曲線（主曲線,又稱為TTS曲線），推算常規(guī)測(cè)試所不能達(dá)到的*與極低頻率下的 E’和 tanδ數(shù)值。
玻璃纖維增強(qiáng) PBT
圖中對(duì)一種 30％ 玻璃纖維增強(qiáng)的 PBT 材料分別取其平行與垂直于纖維方向進(jìn)行 DMA 測(cè)試，使用三點(diǎn)彎曲模式、頻率 1Hz、升溫速率 2K/min。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明平行方向（直線）的儲(chǔ)能模量明顯較高，E'下降起始點(diǎn)在 43°C，損耗因子數(shù)值也較小，兩者的損耗因子峰值則出現(xiàn)在同一溫度。
碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂
帶自由推桿的單懸臂樣品支架是為精確測(cè)量非常堅(jiān)硬的樣品而特別設(shè)計(jì)的。樣品的一端被緊緊地固定住，另一端則使用自由推桿進(jìn)行振蕩測(cè)試。
右圖所示為某一碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂的 DMA 測(cè)試結(jié)果。圖中可見(jiàn)樣品在 50℃ 的儲(chǔ)能模量高達(dá) 145000Mpa，表明該材料的模量甚至比金屬鈦更高。由于環(huán)氧基材的玻璃化轉(zhuǎn)變，儲(chǔ)能模量曲線在 159℃（起始點(diǎn)）之后出現(xiàn)下降，相應(yīng)的損耗模量峰值為 171℃，損耗因子峰值為 176℃。
高剛性碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂的 DMA 測(cè)量圖譜
樣品支架：?jiǎn)螒冶?+ 自由推桿，20mm 跨距
測(cè)量參數(shù)：升溫速率 3K/min，頻率 10Hz，振幅 ±40μm
聚酯纖維的拉伸測(cè)試
聚酯纖維在拉伸模式下測(cè)試，結(jié)果表明樣品在低溫范圍內(nèi)存在松弛效應(yīng)，其特征溫度可用 E' 起始點(diǎn)或 E" 與 tgδ的峰溫進(jìn)行表征。玻璃化轉(zhuǎn)變發(fā)生在 75°C 以后，儲(chǔ)能模量從 4200Mpa 下降到 200Mpa。
相關(guān)附件
適用于各種應(yīng)用的樣品支架
DMA 242E Artemis 適用于各種樣品的測(cè)試，不管是液體、高填充熱固性樹(shù)脂，還是金屬和陶瓷。
要獲取準(zhǔn)確的結(jié)果，需要針對(duì)不同的材料應(yīng)用選擇最合適的測(cè)試條件。因此，耐馳公司開(kāi)發(fā)了多種多樣的樣品支架、配件和測(cè)量模式，選擇面非常豐富。
濕度發(fā)生器
濕度發(fā)生器主要應(yīng)用于已固化樣品及其他有機(jī)材料的水吸附過(guò)程研究。使用濕度發(fā)生器，可以創(chuàng)建相對(duì)濕度在 5% 至 95% 之間的測(cè)量氣氛，溫度范圍為室溫至 70°C。
紫外光源
DMA 242E Artemis 支持 OmniCure S2000 型紫外燈作為紫外光源，研究光觸發(fā)的反應(yīng)，如粘合劑、油墨和涂料的紫外固化等?？梢酝ㄟ^(guò) NETZSCH Proteus® 軟件來(lái)控制紫外線照射的時(shí)間及強(qiáng)度。紫外照射在測(cè)試的任意溫度段都能觸發(fā)。
冷卻配件
儀器支持兩種不同的冷卻系統(tǒng)。液氮冷卻系統(tǒng)能線性降溫至 -170°C，帶 vortex 管的空氣壓縮冷卻能將溫度降至0°C。
特殊應(yīng)用實(shí)例
特殊附件
泡沫材料的粘彈性 -- 絕熱壓縮推桿
在建筑行業(yè)，不管是新建筑，還是舊建筑翻修，絕熱泡沫材料在其中正扮演著越來(lái)越重要的角色。在墻體材料中使用絕熱泡沫，能夠減少通過(guò)墻體的熱損耗，有效地降低能源消耗。
左圖顯示了對(duì)于某熱泡沫樣品的測(cè)試結(jié)果。溫度范圍 -120...30℃，頻率 10Hz。
圖中儲(chǔ)能模量曲線約從 -63℃ 開(kāi)始下降，相應(yīng)的損耗模量峰溫為 -57℃，tanδ 峰溫為 -44℃。這一過(guò)程由材料的玻璃化轉(zhuǎn)變所致，決定了材料的使用溫度下限。
對(duì)于絕熱泡沫的壓縮模式測(cè)量
樣品厚度：5mm
樣品支架：壓縮，帶熔融石英推桿/氧化鋁片
測(cè)量參數(shù)：-120...30℃，2K/min；頻率10Hz，振幅±30μm
液態(tài)環(huán)氧粘合劑的固化 -- 液體樣品容器
下圖顯示了 DMA 對(duì)某一液態(tài)環(huán)氧粘合劑的測(cè)量結(jié)果。測(cè)量使用帶有容器和球形推桿的特殊樣品支架，該支架是為液體固化測(cè)試而特別開(kāi)發(fā)的。在時(shí)間坐標(biāo)下起始點(diǎn) 140min 之后儲(chǔ)能模量的快速上升是由固化反應(yīng)所致，與 tanδ 曲線上 151min 的峰相對(duì)應(yīng)。在曲線末尾儲(chǔ)能模量尚存在緩慢上升趨勢(shì)，表明在500min 內(nèi)固化尚未*結(jié)束。
使用球形推桿樣品支架的 DMA 測(cè)量圖譜
樣品：環(huán)氧樹(shù)脂
樣品支架：壓縮模式樣品支架，帶容器，以及球形推桿
測(cè)量參數(shù)：30℃恒溫，頻率1Hz，振幅±20μm
濕度對(duì)于聚酰胺薄膜的機(jī)械性能的影響 -- 濕度發(fā)生器
在下圖例子中，對(duì)一片聚酰胺薄膜進(jìn)行了干燥，并在拉伸模式下，使用濕度發(fā)生器進(jìn)行了測(cè)量。在測(cè)量的開(kāi)始階段，濕度發(fā)生器處于關(guān)閉狀態(tài)，儲(chǔ)能模量穩(wěn)定在約 3000Mpa。隨后切換為 25% 相對(duì)濕度氣氛，此時(shí)聚合物的儲(chǔ)能模量快速下降，最終穩(wěn)定在約 2400Mpa 的平臺(tái)上。最后依次將相對(duì)濕度提升至 50% 與 75%（分別在 7 小時(shí)與 14 小時(shí)后），儲(chǔ)能模量出現(xiàn)進(jìn)一步降低。這些結(jié)果顯示了濕度含量對(duì)聚酰胺的儲(chǔ)能模量有非常大的影響，因?yàn)樗诰酆衔飪?nèi)部起到了增塑劑的作用。
DMA 使用濕度發(fā)生器的測(cè)量圖譜
樣品：聚酰胺薄膜（厚度：50μm）
樣品支架：拉伸
測(cè)量參數(shù)：恒溫 30℃，頻率 1Hz，振幅 ±75μm
濕度發(fā)生器參數(shù)：在 30℃ 下分別控制相對(duì)濕度 25%，50%，75%；吹掃氣：N2，10ml/min
洗發(fā)液對(duì)于頭發(fā)絲柔軟度的影響 -- 浸入式容器
右圖為頭發(fā)絲的應(yīng)力 - 應(yīng)變掃描圖譜。圖中紅色曲線為空氣中測(cè)量結(jié)果，藍(lán)色曲線則為將頭發(fā)絲浸入到水 / 洗發(fā)液的混合液體中的測(cè)量結(jié)果。兩次測(cè)試使用了相同的頭發(fā)絲，控制應(yīng)力從 0.1N 變化到 1N，并測(cè)量相應(yīng)的應(yīng)變。圖中可見(jiàn)兩條曲線的斜率有一定差別，相比之下藍(lán)色曲線的斜率較大，表明在水 / 洗發(fā)液混合介質(zhì)中頭發(fā)的儲(chǔ)能模量較低，即在洗發(fā)液中頭發(fā)會(huì)變得較為柔軟。
DMA 使用浸入式容器的測(cè)量圖譜
樣品：人類頭發(fā)（直徑在70μm至80μm之間）
測(cè)量參數(shù)：拉伸模式，溫度25℃，頻率1Hz，力從0.1N掃描至1N。
兩種齒科材料的光固化比較 -- UV-DMA
下圖對(duì)兩種齒科材料在紫外光照條件下的固化行為進(jìn)行了比較。齒科材料 A 的儲(chǔ)能模量（紅色曲線）在 3.5min 后開(kāi)始急速上升；齒科材料 B（藍(lán)色曲線）的反應(yīng)相比 A 則約遲了一分鐘，而且通過(guò)比較兩條曲線的斜率得知，B 材料反應(yīng)速率明顯較慢。最終兩者儲(chǔ)能模量差異明顯，齒科材料 A 為 1100MPa，齒科材料 B 為 700MPa。
DMA 聯(lián)用紫外光發(fā)生器的測(cè)量圖譜
樣品：兩種齒科材料
測(cè)量參數(shù)：壓縮模式，溫度30℃，頻率10Hz，振幅±15μm
特殊測(cè)量模式
天然橡膠的應(yīng)力-應(yīng)變測(cè)試
全新的 DMA242E Artemis 可在 24N 條件下工作。在這一寬廣的力值范圍下，可以研究非常厚而堅(jiān)硬的樣品，特別對(duì)于壓縮與拉伸模式較為有利。右圖在壓縮模式下對(duì)某一天然橡膠樣品進(jìn)行了應(yīng)力 - 應(yīng)變掃描測(cè)試。靜態(tài)力設(shè)置到了 12N，動(dòng)態(tài)力則從 0.5N 掃描至 10.5N，并測(cè)量了相應(yīng)的應(yīng)變。右側(cè)大圖所示為動(dòng)態(tài)力（藍(lán)色）與儲(chǔ)能模量（紅色）曲線，小圖所示則為應(yīng)力 - 應(yīng)變關(guān)系曲線，從曲線的線性度可知測(cè)試在胡克范圍內(nèi)進(jìn)行。
某一天然橡膠的應(yīng)力-應(yīng)變測(cè)試，樣品厚度2.01mm
樣品支架：直徑15mm的壓縮支架。
測(cè)量參數(shù)：室溫，頻率10Hz
TMA 模式：PTFE 的熱膨脹
除了動(dòng)態(tài)測(cè)量之外，DMA242E Artemis 也支持三種不同的靜態(tài)模式測(cè)試：蠕變，松弛，TMA。
在蠕變模式下，對(duì)樣品施加恒定的靜態(tài)力，隨后測(cè)量相應(yīng)的形變量。
松弛模式測(cè)試的則是維持某一設(shè)定的靜態(tài)形變量所需的靜態(tài)力的變化。
TMA 模式測(cè)量的是材料的熱膨脹，即在樣品上施加一個(gè)很小的靜態(tài)力，測(cè)量樣品隨溫度上升相應(yīng)的長(zhǎng)度變化。
在本例中，使用 DMA242E Artemis 的 TMA 模式，在 -170℃ ...100℃溫度范圍內(nèi)，對(duì) PTFE 的長(zhǎng)度變化進(jìn)行了測(cè)量。
在測(cè)量的開(kāi)始階段，樣品長(zhǎng)度呈現(xiàn)線性增長(zhǎng)。26℃ 出現(xiàn)一個(gè)轉(zhuǎn)折臺(tái)階，與 PTFE從有序狀態(tài)到無(wú)序狀態(tài)的轉(zhuǎn)變有關(guān)。
PTFE 的 TMA 測(cè)量
樣品支架：TMA 壓縮模式
測(cè)量參數(shù)：-170℃...2K/min...100℃，靜態(tài)力：0.1N
