توضیحات دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی (مکانیکی حرارتی) DMA Q850
دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی ( مکانیکی حرارتی ) DMA Q850 ساخت شرکت TA Instruments و یکی از بهترین دستگاه های آنالیز دینامیکی مکانیکی گرمایی می باشد. دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA Q850 در بازه ی دمایی -150 تا600 درجه سلسیوس کار می کند. بازه ی نیرویی که دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA به نمونه وارد می کند از 0.0001 N تا 18 N بوده و دارای دقت 0.00001 N است. دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA Q850 خواص ویسکوالاستیسیته را با استفاده از تست های نوسانی دینامیکی یا انتقالی اندازه میگیرد. رایجترین تست موجود تست نوسانی دینامیکی است که طی آن یک استرس (ضربه یا فشار ) سینوسی یا کشیدگی اندازه گیری می شود. منظور از اندازه گیری ها در دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی گرمایی، اختلاف فازی دلتا بین دو موج سینوسی است. تاخیر فازی در دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA Q850، برای موادی که کاملا الاستیک هستند 0 درجه خواهد بود و برای موادی که کاملا ویسکوز هستند 90 درجه خواهد بود. و بنابراین مواد ویسکوالاستیک اختلاف فازی حد واسطی را در دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMTA Q850 نمایش می دهند. دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA Q850 دارای کلمپ های محکم و سبک جهت پردازش نمونه ها می باشد. دستگاه آنالیز مکانیکی - دینامیکی DMA Q850 دارای سیستم اپتیکی با دقتی نانومتری به جهت اندازه گیری جابه جایی ها می باشد. از طرفی دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکیDMA بسته به کاربرد های مختلف دارای سیستم خنک کننده گازی، نیتروژنی و یا چیلر هوای ACS-3 می باشد که تمامی مواردی که ذکر شدمحصولات DMA شرکت TA Instruments را به شاخص ترین دستگاه های آنالیز حرارتی حال حاضر جهان، تبدیل کرده است.
دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA Q800
دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA Q800 از جمله پرفروشترین دستگاه های آنالیز دینامیکی مکانیکی گرمایی DMA می باشد. این محصولDMA به صورتی هنرمندانه، غیر تماسی و با تکنولوژی درایور خطی به منظور کنترل دقیق استرس و یاتاقان هوا برای ایجاد اصطکاک کم تعبیه شده است. میزان کشش نمونه ها در دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA Q800 به وسیله ی تکنولوژی رمز گزاری اپتیکی که دقت و حساسیت بالایی دارند اندازه گیری می شود. با طراحی بی نظیری که این دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA دارد، دستگاه آنالیز دینامیکی مکانیکی گرمایی DMA Q800 در بین رقبا به صورت قدرتمندی ظاهر شده و برای نمونه هایی که ویسکوزیته بالایی دارند همچون کامپوزیت ها، ایده آل می باشند.
مد های تغییر شکل و سایز نمونه در دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA
آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA یک روش تکنیکی برای اندازه گیری خواص مکانیکی بازه ی گسترده ای از مواد است. بسیاری از مواد شامل پلیمرها، رفتار دو گانه ای به صورت یک جامد الاستیک و یک مایع غلیظ دارند .دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA به نسبت دستگاه های تست مکانیکی دیگر در دو مورد، تفاوت دارد. اول آن که دستگاه های تست کششی معمولی فقط در مولفه های الاستیک تمرکز می کنند، در صورتی که در بسیاری از کاربردها مولفه های غیر الاستیک و یا ویسکوزنقش حیاتی دارندبه طور مثال، این مولفه ی ویسکوز هست که خواصی مانند مقاومت ضربه را مشخص می کند. دوم آن که دستگاه تست کششی در درجه اول خارج از محدوده ی ویسکوالاستیکی خطی، کار می کند .امادستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA Q800 در درجه ی اول در ناحیه ی ویسکوالاستیک خطی کار می کند و بنابراین حساسیت بیشتری به ساختار دارد.
دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA مدل Q800 خواص ویسکوالاستیسیته را با استفاده از تست های نوسانی دینامیکی یا انتقالی اندازه میگیرد. رایجترین تست موجود تست نوسانی دینامیکی است که طی آن یک استرس (ضربه یا فشار ) سینوسی یا کشیدگی اندازه گیری می شود. منظور از اندازه گیری ها در دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی گرمایی DMA، اختلاف فازی دلتا بین دو موج سینوسی است. تاخیر فازی در دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA Q800، برای موادی که کاملا الاستیک هستند 0 درجه خواهد بود و برای موادی که کاملا ویسکوز هستند 90 درجه خواهد بود. و بنابراین مواد ویسکوالاستیک اختلاف فازی حد واسطی را در دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMTA Q800 نمایش می دهند.
در مدول های فشاری، مدول مختلط ، با محاسبه ی اندازه گیری می شود، مدول ذخیره، ،مولفه ی الاستیک می باشد و به سختی نمونه در دستگاه آنالیز دینامیکی مکانیکی گرمایی موجود، مربوط می شود. مدول ، مولفه ی ویسکوز است و به توانایی نمونه برای از بین بردن انرژی مکانیکی در طول حرکت مولکولی، مربوط می شود. تانژانت اختلاف فازی یا تانژانت دلتا پارامتر معمول دیگری است که اطلاعاتی را در رابطه ی بین کامپوننت های الاستیک و غیر الاستیک در حین آنالیز دینامیکی مکانیکی گرمایی، می دهد.
تست های انتقالی در دستگاه DMTA ، شامل Stress and creep relaxation می شوند. در مورد تست Creep یک نیروی فشاری به یک نمونه در دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی اضافه و ثابت نگه داشته می شود تا زمانی که تغییر شکل با توجه به تغییر زمان، اندازه گیری شود. بعد از آن که زمان گذشت فشار در دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA Q800 برداشته شده و زمان ریکاوری اندازه گیری می شود. در Stress relaxation تغییر شکلی به واسطه ی دستگاه آنالیز مکانیکی - دینامیکی به نمونه اضافه می شود و ثابت نگه داشته می شود ، کاهش استرس برای حفظ کردن آن تغییر شکل در طول زمان لازم می باشد.
مدهای تغییر حالت در دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA Q800
خمش از یک طرف و یا از دو طرف در دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA Q800
در این حالت نمونه یا در دو انتها ی این محصول DMA ، محکم قرار داده شده و به مرکز منعطف می شود (Dual Cantilever) و یا خمش در یک انتها ی دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA Q800 انجام می گیرد ( single cantilever) این خمش با هدف اصلی ارزیابی ترموپلاستیک ها و مواد با دمپ بالا استفاده می شود. از طرفی مد دوگانه برای مطالعه ی ترموستات متصل شده به دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA مناسب می باشد. یک کلمپ پودری هم برای مشخصه یابی انتقالات در مواد پودری مورد استفاده قرار می گیرد.
خمش سه نقطه ای در دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA Q800
در این مد، نمونه در دو انتهای دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA Q800 قرار داده شده و نیرویی هم به مرکز آن وارد می شود. خمش سه نقطه ای حالت خاصی از تغییر شکل است که در طی آن تاثیرات کلمپ حذف می شود. کلمپ های 50 و 20 میلیمتری دردستگاه آنالیز دینامیکی مکانیکی گرمایی موجود اصطکاک پایینی را فراهم کرده و این موضوع دقت بالایی را برای غلتک بلبرینگ فراهم می آورد.
حالت برشی در دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA Q800
در این حالت، دو قطعه با سایز مساوی و با مواد ثابت بین یک صفحه ی ثابت و یک صفحه ی قابل حرکت در دستگاه DMA قرار می گیرند. این مد برای ژل ها، چسب ها، رزین های با ویسکوزیته بالا ومواد با دمپ بالا مناسب می باشد.
حالت فشاری در دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA Q800
در این حالت، نمونه روی یک سطح مسطح در دستگاه آنالیز DMA قرار می گیرد و یک صفحه ی نوسانی به آن نیرو وارد می کند. این حالت فشاری برای مواد مدوله شده ی حد پایین و یا متوسط مورد استفاده قرار می گیرد.
این مد همچنین برای بررسی انبساط و انقباض و تست کششی لایه های چسبنده می تواند مورد استفاده قرار گیرد.
حالت کششی در دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA Q800
در این حالت نمونه در حالت کششی بین دو کلمپ ثابت و کششی در دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکیDMA قرار می گیرد. در این حالت تجهیزات به گونه ای در کنار هم قرار می گیرند که از هرگونه لرزش و خزش در نمونه جلوگیری شود. کلمپ ها در این حالت هم برای فیلم ها و هم برای فیبر ها مناسب می باشند.
گیره های شناور در دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA Q800
کلمپ های مخصوص کشش فیلم، فشار و خمش سه نقطه ای همگی در این محصولDMA موجود می باشد. این کلمپ ها به نمونه این اجازه را می دهند که در یک محیط سیال با دمای بالاتر از 80 درجه ی سلسیوس مورد آزمایش و آنالیز قرار بگیرند.
تجهیزات موجود در دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA Q800
- موتور درایو دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA
دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA Q800 از یک موتور درایو مستقیم و غیر اتصالی استفاده می کند که برای ایجاد نوسانات و یا نیروی استاتیکی مورد نیاز، استفاده می شود. این موتور از کامپوزیت های با کیفیت عالی ساخته شده است که انطباق پذیری پایین داشته و به صورت ترموستاتی است که میزان بالا روی دما را حتی زمانی که دامنه ی ارتعاشی و نیروی دفورم شوندگی زیاد باشد، کاهش می دهد. الکترونیک پیچیده آن باعث می شود که جریان موتور به سرعت تنظیم شود .این موتور می تواند نیروهای قابل تجدید را در یک بازه ی گسترده انتقال داده و نیرو را به سرعت تغییر دهد. به این ترتیب این محصول DMA قادر خواهد بودکه طیف عظیمی از خواص مواد را اندازه بگیرد.
- بلبرینگ هوای دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA Q800
موتور درایو غیر اتصالی، نیرو را مستقیما به یک اسلاید بلبرینگ هوای مستطیلی منتقل می کند. اسلاید ها شامل بلبرینگ های هوای با جنس کربن متخلخل است که شامل دو دسته ی چهارتایی می شود که در قسمت بالا و پایین اسلاید قرار گرفته است. هوای تحت فشار یا جریانات نیتروژن که به بلبرینگ وارد می شوند یک سطح دارای اصطکاک تشکیل می دهند که به شناور بودن اسلاید کمک می کند.اسلایدی که متصل می شود به شفت درایو و کلمپ نمونه ، می تواند به صورت عمودی به اندازه ی 25 میلیمتر حرکت کند و از طرفی شکل مستطیلی آن از هرگونه پیچشی در نمونه جلوگیری می کند، تحت این شرایط، مواد خیلی ضعیف مانند فیلم ها و فیبر ها می توانند به آسانی ساختار بندی شوند.
- کوره دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA Q800
دستگاه آنالیز دینامیکی مکانیکی گرمایی DMA از یک کوره Bifilar Wound تشکیل شده است که حرکتی خودکار دارد. طراحی کوره ترکیب شده با خنک کننده ی گازی، کاربر را برای کنترل دمایی دقیق، در طول بازه ی دمایی کامل هم در حوزه ی گرمایشی و هم سرمایشی و هم عملکرد غیر همدما، یاری می کند.از طرفی حرکت خودکار کوره چیدمان آزمایشگاهی را برای ما آسان می کند.
- رمز گزار نوری دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA Q800
دستگاه رمز گزار اپتیکی خطی ، برای اندازه گیری جابه جایی ها در دستگاه دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA مورد استفاده قرار می گیرد. بر اساس الگوهای پراش نوری در طول توری ها ( یکی قابل حرکت و دیگری ثابت ) ، رمزگزاری اپتیکی دقت منحصر به فردی را در مقایسه با تکنولوژی معمولی LVDT ، فراهم کرده است. رمزگزار اپتیکی دارای دقت نانومتری بوده ومی تواند دامنه های خیلی کوچک را با این دقت بالا اندازه گیری کند. ترکیب این سیستم با موتور درایوغیر اتصالی و تکنولوژی بلبرینگ هوا دقت مدولاسیون و حساسیت را در دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMTA بالا برده و اجازه ی بررسی بازه ی عظیمی از ماده ها را به کاربر می دهد.
- کلمپ های نمونه با جرم پایین و استحکام بالا در دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA Q800
دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA Q800 تشکیل شده است از کلمپ های نمونه ی متنوع برای مدهای تغییر حالت مختلف. کلمپ ها به گونه ای بهینه سازی شده اند که با استفاده از انالیزهای المنتی محدود، بیشترین استحکام را برای ما فراهم می آورند. این کلمپ ها جرم کمی دارند و با یک اتصال ساده به شفت درایو ، متصل می شوند. کلمپ ها به راحتی استفاده و تنظیم می شوند و هر کدام از آن ها به صورت منحصر به فرد کالیبره شده و دقت داده ها را تامین می کند.با استفاده از این کلمپ ها رنج عظیمی از نمونه ها آنالیز می شوند. استحکام بالای آن ها انطباق کلمپ را کاهش داده و جرم کم هم تعادل دمایی سریع را برای کاربر محقق می کند. این طراحی ساده و ظریف کلمپ ها، زمان مورد نیاز برای تغییر کلمپ ها و بارگزاری نمونه ها را کاهش می دهد.
- محفظه ی آلومینیومی محکم در دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA Q800
همه ی قطعاتی که تاکنون بیان شد، شامل موتور درایو، اسلاید بلبرینگ هوا و رمزگزاراپتیکی ، داخل یک محفظه ی آلمینیومی قرار گرفته اند که می توانند دما را کنترل کنند. محفظه ی آلومینیومی محکم انطباق سیستم را کاهش داده و محفظه ی کنترل دمایی داده هایی با دقت بالا را برای ما فراهم می کند.
وسایل جانبی محصولات DMA
- دستگاه خنک کننده ی گازی در دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA Q800
وسیله ی جانبی سرمایشی گازی (GCA) نرخ عملکرد دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA Q800 را تا -150 درجه سلسیوس کاهش می دهد. این محصول DMA از گاز نیتروژن سرد تولید شده، به واسطه ی تبخیر کنترل شده ی نیتروژن مایع، استفاده می کند. پر شدن اوتوماتیکی تانک GCA می تواند به نحوی برنامه ریزی شود که بعد از آن که اسکن کامل شد، اتفاق بیافتد.
GCA در تمام حوزه ی کاری دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA Q800 یعنی از -150 درجه سلسیوس تا 600 درجه سلسیوس، نرخ سرمایش کنترل شده یا بالیستیک دارد. در عمل، بیشترین حد سرمایشی تابعی از کلمپ متصل شده و مشخصات حرارتی نمونه است. شکلی که در زیر نشان داده شده است بازه ی سرمایشی کنترل شده را بر حسب دما نشان می دهد.
- کولر خنک کننده ی نیتروژن (NPC) در دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA Q800
کولر خنک کننده ی نیتروژن جایگزین خلاقانه ای برای آن دسته از آزمایشات با استفاده از دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA است که در دمای پایین انجام می گیرند. NPC عملیات سرمایشی و کنترل دمایی را در دماهایی پایین تر از -160 درجه سلسیوس با نمونه هایی با هندسه های متفاوت، انجام می دهد. همچنین این دستگاه انتخاب ایده آلی برای کاهش زمان افت دمایی بین آزمایش های متوالی است. یک مخزن پر شده ی 2.5 لیتری نیتروژن مایع به همراه تغییر دهنده ی دمایی، گاز نیتروژن (2 بار تا 8 بار ، 30 ) را قبل از ورود به آون دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA Q800 خنک می کند. دستگاه NPC ،کوچک، اقتصادی و موثر برای آزمایشگاههایی است که نیاز پایه ای به سرمایش دارند.فروش دستگاه DMA در کنار این سیستم خنک کننده ی نیتروژن بازه ی عملکرد کاربر را بالا می برد.
- سیستم چیلر هوای ACS-3 در دستگاه آنالیز مکانیکی - دینامیکی DMTA
سیستم چیلر هوای ACS-3 یک سیستم خنک کننده ی جریان گازی بی همتا است که این امکان را به دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA Q800 می دهد که در دمایی پایین تر از -100 درجه سلسیوس کار کند . این سیستم با یک کومپرسور آبشاری سه مرحله ای تجهیز شده است ، این سیستم بدون نیاز به نیتروژن مایع کنترل دمای محیطی را تا دمای پایین فراهم می آورد. دستگاه ACS-3 برای کنترل سرمایشی به هوای فشرده شده به میزان 7bar و 200 نیاز دارد. کوچک بودن ، ساکت بودن و سادگی کاربرد، این دستگاه را به دستگاهی مناسب برای محیط های آزمایشگاهی که به بازه ی سرمایشی مطلوب نیاز دارند، تبدیل کرده است. فروش دستگاه DMA همراه با این چیلر هوا کارایی سرس دستگاه های آنالیز DMA را دو چندان کرده است.
- DMA-RH در دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA Q800
وسیله ی جانبی جدید DMA-RH به خواص مکانیکی یک نمونه اجازه می دهد که تحت کنترل و با شرایط متغیر چه از لحاظ دمایی و چه از لحاظ رطوبت نسبی، آنالیز شود. که این محصول به همراه سایر محصولات DMA به فروش می رسد.
این دستگاه DMA-RH یک دستگاه کاملا مستقل هست و شامل مولفه های سخت افزاری زیر می باشد :
- چمبر نمونه در جایگاه کوره ی استاندارد در داخل دستگاه آنالیز مکانیکی دینامیکی DMA قرار می گیرد. المان های Peltier در داخل چمبر به دقت دما را تا کنترل می کنند، چمبر نمونه شامل کلمپ های استاندارد ( کشش، کانتلیور، و خمش 3 نقطه ای) می باشد. این چمبر این قابلیت را به سیستم می دهد که به سرعت به حالتی با کوره ی استاندارد برگردد .
- خط انتقال بخار گرمایشی دردمایی بالاتر از دمای نقطه ی شبنم یک گاز مرطوب فرار داده شده است تا با این روش از تراکم جلوگیری کرده ونتایج مطلوبی را به دست دهد.
- DMA-RH شامل مرطوب کننده و الکترونیکی می باشد که به طور پیوسته دما و رطوبت چمبر نمونه را کنترل می کند.
