德国NETZSCH纳米级热机械分析仪TMA402 F1

TMA 402 F1 Hyperion TMA中的“变形金刚”

TMA 402 Hyperion 精度高，低可测量纳米级的尺寸变化（数字灵敏度为 0.125nm）。配备多种炉体、样品支架以及环境附件，它可以应对绝大多数测量需求。

产品技术参数

不同行业、不同应用领域对测试工具的需求有所不同。NETZSCH仪器拥有杰出的性能、丰富的配置，为客户应用提供强有力的支撑。

温度范围: -150 ... 1550°C（不同炉体）

位移范围: ±2.5mm

位移分辨率: 0.125nm

真空度: 10-4mbar，标配

测量气氛: 动态或静态；氧化、还原、惰性、真空

炉体配置: 与STA共用炉体、双炉体、可选机械制冷炉

载荷范围: 0.001 ... 3N

载荷分辨率: 0.01mN

加载模式: 压缩/针入、弯曲、拉伸

动态载荷模式: 标配

选配扩展功能: c-DTA、速率控制烧结

基本功能

耐驰仪器不但遵循绝国际测试标准，而且提供更完善、更灵活的功能，帮助客户更深入、更有想象力地应用。

TMA基本功能

精确测量样品形变量表征特征温度：自动确定起始点、峰值和终止点温度标注玻璃化温度和软化点温度（符合 DIN 标准）可设定在软化点后自动停止测量。计算并标注工程膨胀系数和物理膨胀系数自动监控烧结步骤速度控制烧结软件（RCS）：匀速烧结收缩，以优化烧结工艺（选件）多种力变换模式，包括调制力，可用于测量材料的粘弹性能。 c-DTA 功能：标注吸放热效应的温度

丰富的附件选择

NETZSCH 热分析仪器能够根据客户的要求配置多种附件进行系统优化和扩展。

多种炉体

为了满足不同的温度范围需求，耐驰设计了多种炉体，用户可根据自身需要自由更换。如果选择了双炉体装置，则只需片刻即可切换到另一个炉体。

多种测试支架

对于不同尺寸的样品有多种不同规格的石英、氧化铝样品支架和推杆可供选择。除了针对膨胀，针入，和拉伸模式之外，还提供三点弯曲模式的推杆和支架。

特殊样品支架

提供针对粉末，液体，糊状样品甚至熔融金属测试的特殊样品容器，除此之外，还提供浸入式容器。

德国NETZSCH纳米级热机械分析仪TMA402 F1

应用实例

几十年来，耐驰在应用方面积累了海量的经验。我们希望能通过这些经验，抛砖引玉，为客户的实际应用带来启发。

聚碳酸酯热机械性能测试

聚碳酸酯是一种热塑性聚合物，其分子链中含有连接其他功能基团的碳酸酯基团，因此易于模塑和成型，在现代制造业中应用广泛。它的耐用性和透明性使其成为理想的光盘和镜片基材，也被用于制成盛放食品、饮料和化学品的容器。在热塑性加工中，对聚碳酸酯的热机械性能的了解和控制是需要的。 图中展示了聚碳酸酯的热机械性能。图中黑线为样品的储能模量E’，红线为损耗模量E”，蓝线为损耗因子tanδ。储能模量曲线上，样品在-128°C（外推起始点）为β转变，对应的损耗模量和损耗因子曲线的峰值温度为-114°C和-103°C；样品玻璃化转变温度为143°C，此温度附近样品储能模量迅速降低，在损耗模量和损耗因子曲线上对应的峰值温度为147°C和153°C。

DIL402测试镍基合金Inconel 600的热膨胀

Inconel合金属于非磁性镍基合金，比如Inconel 600合金是由72%镍、16%铬和8%铁组成的。增加Inconel 600合金中的铬含量，可以显著提升它的抗氧化性能，而提高镍含量，可以得到更强的抗腐蚀性能。Inconel合金即使在高温下也具有较高的抗氧化性、耐腐蚀性和机械强度。因此，它常应用在环境苛刻的场合，比如飞机引擎、涡轮增压器的涡轮叶片、化学压力容器等。Inconel 600和800也可用作CANDU核反应器的压力管，此外，Inconel 600也是带有国际机构颁发证书的热传导参比材料。 上图是对Inconel合金样品从室温到1000°C下进行6次不同测试，再用低温炉从-150°C到50°C进行低温下测试。每次独立测试结果之间偏差为 ±0.5%。在较低温度下，样品的热膨胀呈现近似线性膨胀。在500°C到600°C范围膨胀曲线出现轻微的斜率变化，这是由于样品内部结构发生了转变（形成NiCr3团簇）造成的。Netzsch DIL配备的高温炉和低温炉、真空系统以及气密性结构，从而保证了全温度范围内优异的重复性测试结果。

DIL测试碳化硅的烧结过程

碳化硅（SiC）是由硅和碳组成的陶瓷，人造的碳化硅作为研磨料，商品名为金刚砂，也可作为半导体材料和碳硅宝石。最常见类型是α-碳化硅，其合成温度超过2000°C，结构呈六方晶系。另一种β-碳化硅呈面心立方结构，制备温度通常低于2000°C，但商业价值不高。碳化硅的比重为3.2g/cm3，熔点温度高达2700°C，呈化学惰性，热膨胀系数很低，并且不会发生相转变，非常适合用作高温轴套和炉体材料。 上图是碳化硅生坯（主要是由SiC粉末和烧结助剂混合而成）在1000°C到2200°C下热膨胀测试曲线，呈两步烧结步骤。第一步烧结收缩速率在1313°C达到最大，这是因为烧结助剂的减少。第二步收缩速率在1817°C达到最大，这是由于坯体的收缩/致密化造成的。该例说明使用DIL 402测量超过2000°C的陶瓷烧结过程是没有问题。

DIL测试碳化钨硬质合金的烧结

碳化钨（WC，W2C）是由元素钨和碳组成，类似于碳化钛。它拥有高硬度，非常适合用在切割工具、摩擦材料、轴承，还可作为钻石的廉价替代品。碳化钨具有良好的耐磨性，因此也常用在珠宝、手表、首饰上。碳化钨切削刀具非常适合机加工硬质碳钢和不锈钢材料，可以替代高负荷运营的生产流水线上易损部件。由碳化物硬质合金刀具加工后的零件表面质量更高，机加工速度更快，比标准高速工具钢耐温更高。通常碳化钨硬质合金零件通过高温烧结而成，同时添加钴作为烧结助剂来降低烧结温度。 上图是碳化钨生坯测试到1500°C的热膨胀曲线。在856°C开始烧结，烧结尺寸收缩分别为1.10% 和16.37%。在约1350°C，材料烧结收缩迅速停止，这是由于W-C-Co形成的共熔体发生熔融，c-DTA信号在此处出现吸热峰。在降温过程，共熔体在1362°C发生凝固，对应在热膨胀曲线上出现台阶，c-DTA信号出现放热峰。该例表明推杆式膨胀仪DIL可以轻松分析高温硬质合金的烧结行为。

TMA测量微晶玻璃陶瓷的热膨胀系数

Pyroceram是康宁公司开发的多晶型硅酸镁铝微晶玻璃。此材料密度低、耐高温达1000°C，同时还具备类似钢材等金属合金的力学性能，因而广泛应用于厨具、实验室加热盘等。美国航天局NASA采用此材料制造轻量化且满足相应热学和力学性能要求的零部件。 Pyroceram 9606具有稳定良好的高温热传递性能（包括导热和热扩散）而被批准为标准材料，它由NPL（UK）公司制造，标号BCR-724，由IRMM发行销售。热膨胀仪（DIL）和热机械分析仪（TMA）是测量Pyroceram和其他玻璃陶瓷材料热膨胀的理想方法。 图谱1显示了Pyroceram 9606样品的实测热膨胀曲线（黑色）和文献数据（红色）比对，两条数据曲线十分吻合，说明TMA 402 F1 Hyperion能够获得很高的测试准确度。实测的平均热膨胀系数（0°C～300°C）为5.44 X 10-6 1/K，而文献数据为5.53 X 10 -6 1/K，两者只相差0.9 X 10-7 1/K。