TMA
Thermomechanischer Analysator (TMA)
Zur Messung der thermischen als auch mechanischen Eigenschaften wird ein thermomechanischer Analysator (TMA) eingesetzt. Temperaturabhängige Dimensionsänderungen in Festkörpern, Flüssigkeiten und Pasten sind maßgeblich für die Anwendungsmöglichkeiten eines bestimmten Materials oder liefern Informationen über die Zusammensetzung, Struktur und Verarbeitungsbedingungen.
Viele Materialien ändern beim Aufheizen oder Abkühlen ihre thermomechanischen Eigenschaften. Neben der thermischen Ausdehnung können z.B. Phasenumwandlungen, Sinterstufen oder Erweichung auftreten.
TMA-Untersuchungen geben somit wertvolle Hinweise auf Zusammensetzung, Struktur, Herstellungsbedingungen oder Einsatzmöglichkeiten von Werkstoffen. Der Anwendungsbereich von Geräten zur thermomechanischen Analyse erstreckt sich von der Qualitätskontrolle bis hin zu Forschung und Entwicklung. Typische Einsatzgebiete sind Kunststoffe und Elastomere, Farben und Lacke, Verbundwerkstoffe, Klebstoffe, Folien und Fasern, Keramiken, Gläser, Metalle oder Komposite.
Die Thermomechanische Analyse (TMA) bestimmt Dimensionsänderungen von Feststoffen, Flüssigkeiten oder pastösen Materialien als Funktion der Temperatur und/oder Zeit unter definierter mechanischer Belastung (DIN 51 005, ASTM E831, ASTM D696, ASTM D3386, ISO 11359 – Teil 1 bis 3). Sie ist eng verwandt mit der Dilatometrie (Vertikales Dilatometer), welche die Längenänderung von Proben unter vernachlässigbarer Kraft ermittelt (z. B. DIN 51 045).
Neben der linearen thermischen Ausdehnung und dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten kann die TMA auch zur Untersuchung von Phasenumwandlungstemperaturen, dilatometrischen Erweichungspunkten, volumetrischer Ausdehnung, DichteDie Massen-Dichte ist definiert als Verhältnis zwischen Masse und Volumen.Dichteänderungen, DelaminationUnter Delamination versteht man eine Trennung von z.B. Harz vom Laminat oder Fasern vom Harz, was Defekte in Leiterplatten verursacht.Delamination und Sinterkinetik eingesetzt werden.
TMA 402 F3 Hyperion® Polymer Edition
Thermomechanische Analyse – TMA – Konzipiert für Anwendungen bei niedrigen Temperaturen
Polymere ändern beim Aufheizen und Abkühlen ihre thermomechanischen Eigenschaften. Eines der Haupteinsatzgebiete der TMA im Polymerbereich ist die Qualitätskontrolle. Dabei können verschiedenartige Materialien wie z.B. Schrumpffolien oder auch Klebstoffe untersucht werden.
TMA 402 F1 /F3 Hyperion®
Thermomechanischer Analysator - Vertikales Dilatometer
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Thermische Ausdehnung
Die lineare thermische Ausdehnung ist eine wichtige Variable zur Einschätzung des Dimensionsverhaltens eines Materials als Antwort auf eine Temperaturänderung.
Dieser Plot zeig die thermische Ausdehnung (dL/L0 in %) eines Epoxidharzes zwischen -70 °C und 270 °C. In der ersten Aufheizung (blaue Kurve) tritt der Onset des Glasübergangs (Tg) bei 123 °C auf. In der zweiten Aufheizung (rote Kurve) ist der Onset des Tg leicht zu 125 °C verschoben. Diese Verschiebung könnte auf Relaxationseffekte oder Nachhärtung zurückzuführen sein.
Applikationsliteratur
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