Dynamisch-mechanische Analysatoren
Zur Messung der viskoelastischen Eigenschaften von Materialien
Die dynamisch-mechanische Analyse (DMA) ist ein Verfahren zur Bestimmung der viskoelastischen Eigenschaften von Werkstoffen, insbesondere von Polymeren, durch Aufbringen einer oszillierenden Last. SpannungSpannung ist definiert als Kraftniveau, das auf eine Probe mit definiertem Querschnitt aufgebracht wird (Spannung = Kraft/Fläche). Proben mit runden oder rechteckigen Querschnitten können komprimiert oder gestreckt werden. Elastische Materialien, wie Elastomere, können bis um das 5- oder 10-fache ihrer ursprünglichen Länge gedehnt werden.Spannung und DehnungDehnung beschreibt die Deformation eines Materials, das durch eine von außen einwirkende Kraft oder Spannung mechanisch belastet wird. Gummimischungen zeigen Kriech-Eigenschaften, wenn eine statische Last aufgebracht wird.Dehnung der Probe werden gemessen, um Eigenschaften wie Modul und Dämpfungsverhalten unter verschiedenen Temperatur- und Frequenzbedingungen zu bestimmen.
Der Hauptvorteil der dynamisch-mechanischen Analyse (DMA) besteht darin, dass sie einen detaillierten Einblick in die viskoelastischen Eigenschaften von Materialien bietet und eine genaue Charakterisierung ihres mechanischen Verhaltens ermöglicht.
Unsere dynamisch-mechanischen Analysegeräte
Entdecken Sie die NETZSCH DMA Gerätepalette
Das Prinzip der DMA-Methode
Speichermodul E', Verlustmodul E'' und tan δ
Stress / Strain GraphEinige Werkstoffe, insbesondere Polymere, zeigen ein viskoelastisches Verhalten, d.h. sie besitzen sowohl elastische Eigenschaften (ähnlich einer idealen Feder) als auch viskose Eigenschaften (ähnlich einem idealen Dämpfer).
Der Speichermodul (E') gibt die Fähigkeit des Materials an, elastische Energie zu speichern.
Der dynamische Verlustmodul (E'') spiegelt die Energie wider, die in Form von Wärme abgegeben wird. Er zeigt das viskose Verhalten des Materials.
Die Phasenverschiebung und der Dissipationsfaktor (tan δ) geben Aufschluss über das Verhältnis zwischen elastischem und viskosem Verhalten.
Die DMA reagiert besonders empfindlich auf die GlasübergangstemperaturDer Glasübergang gilt als eine der wichtigsten Eigenschaften amorpher und teilkristalliner Materialien, wie z.B. anorganische Gläser, amorphe Metalle, Polymere, Pharmazeutika und Lebensmittel, usw., und bezeichnet den Temperaturbereich, in dem sich die mechanischen Eigenschaften des Material von einem harten und spröden Zustand in einen weicheren, verformbaren oder gummiartigen Zustand ändern.Glasübergangstemperatur. Mit steigender Temperatur nimmt der Speichermodul (E') stark ab, während sowohl der dynamische Verlustmodul (E'') als auch der Verlustfaktor (tan δ) deutliche Maxima aufweisen, was auf signifikante Änderungen des Materialverhaltens in diesem kritischen Temperaturbereich hinweist.
Häufig gestellte Fragen
Wesentliche Vorteile der NETZSCH DMA-Geräte
Die DMA Eplexor® Serie ist ein unverzichtbares Werkzeug für die Analyse viskoelastischer Eigenschaften bei einer Vielzahl von Anwendungen.
- Umfassende Materialanalyse: NETZSCH DMAs bieten einen detaillierten Einblick in die viskoelastischen Eigenschaften verschiedener Materialien, einschließlich Polymere und Elastomere, und ermöglichen eine präzise Charakterisierung des mechanischen Verhaltens unter verschiedenen Bedingungen.
- Großer Temperaturbereich: Die Geräte können über einen weiten Temperaturbereich betrieben werden und ermöglichen die Analyse von Materialien von -170 °C bis 1500 °C, was für die Untersuchung von Phasenübergängen wie Glasübergangstemperaturen entscheidend ist.
- Vielseitige Messtechnik: Mehrere Messmodi wie Zug, Druck, 3-Punkt-Biegung und Scherung ermöglichen es den Kunden, eine Vielzahl von Probentypen und -geometrien zu analysieren, was die Vielseitigkeit der Materialprüfung erhöht.
- Hohe Empfindlichkeit: Die DMA reagiert sehr empfindlich auf Änderungen der Materialeigenschaften und ist daher die ideale Wahl zur Erkennung subtiler Übergänge, die anderen Methoden möglicherweise entgehen.
- Erweiterte Datenauswertung: Die Möglichkeit zur Ableitung von Schlüsselparametern wie Speichermodul, Verlustmodul und Verlustfaktor liefert Kunden wertvolle Informationen für die Materialentwicklung und Qualitätskontrolle.
- Fortschrittliche Berechnungsmodelle: Ausgestattet mit den neuesten Modellen und einer Vielzahl von Probenhaltern für präzise Messungen an einer breiten Palette von Materialien.
- Benutzerfreundliche Software: NETZSCH DMA-Systeme sind mit einer intuitiven Software ausgestattet, die die Datenerfassung und -analyse vereinfacht.
Verschiedene Modelle der NETZSCH Dynamisch-Mechanisch Analysatoren (DMA)
NETZSCH DMAs verbessern die Genauigkeit der Materialprüfung durch z. B:
- Hohe Empfindlichkeit für Phasenübergänge
- Detaillierte Informationen sowohl über den Speichermodul (E') und den Verlustmodul (E'') als auch über den Verlustfaktor (tan δ).
- Sicherstellung, dass auch sehr steife Proben genau analysiert werden können, indem hohe Kräfte mit präzisen Messverfahren kombiniert werden.
Tisch-DMA mit bis zu 50 N
Das Tischgerät DMA 303 Eplexor® wurde speziell für Anwendungen entwickelt, bei denen präzise Kräfte bis 50 N für dynamische und statische Messungen benötigt werden.
Anwendungen:
- DMA von linearen Materialien, universelle Tests, KriechenKriechen beschreibt eine zeit- und temperaturabhängige plastische Verformung von Werkstoffen unter konstanter Kraft. Wird eine konstante Kraft z.B. auf eine Kautschukmischung aufgebracht, hat die die anfängliche Deformation, die durch diese Kraft erhalten wird, keinen festgelegten Wert.Kriechen und RelaxationWhen a constant strain is applied to a rubber compound, the force necessary to maintain that strain is not constant but decreases with time; this behavior is known as stress relaxation. The process responsible for stress relaxation can be physical or chemical, and under normal conditions, both will occur at the same time. Relaxation
- Polymere Materialien: Thermoplaste, Duroplaste, Elastomere
- Metalle und Keramiken
- Biologische Materialien: Biologische Gewebe und Membranen, Haare
- Lebensmittel
- Klebstoffe und Beschichtungen
- Verbundwerkstoff
Temperaturbereich:
-170 °C bis 800 °C
Hochleistungs-DMA mit bis zu 500 N
Die Hochleistungsgeräte DMA 503 Eplexor® und 503 Eplexor® HT sind für die Charakterisierung viskoelastischer Eigenschaften von -160 °C bis 1500 °C konzipiert. Sie können für die Analyse von Polymeren, Metallen und Keramiken eingesetzt werden.
Anwendungen:
- DMA von nichtlinearen Materialien und größeren Proben, universelle Tests, Kriechen (Rheologie)Creep is one of the earliest “controlled stress” rheometer tests that quite literally “creeps” the material, i.e. we measure over a relatively prolonged period the small movement (the creep defined as creep compliance, J) of the sample by applying a small constant stress.Creep und Relax.
- Polymere Materialien: Thermoplaste, Duroplaste, Elastomere
- Metalle und Keramiken
- Biologische Materialien: Biologische Gewebe und Membranen, Haare
- Lebensmittel
- Klebstoffe und Beschichtungen
- Verbundwerkstoff
Temperaturbereich:
-160 °C bis 1500 °C (2 Öfen erforderlich, um den gesamten Temperaturbereich abzudecken)
Hochleistungs-DMA mit bis zu 4000 N
Die Hochleistungsgeräte DMA 523 Eplexor® und HBU 523 Gabometer sind für die Charakterisierung der viskoelastischen Eigenschaften von -160 °C bis 500 °C konzipiert. Sie können für die Analyse von Polymeren, Metallen und Keramiken eingesetzt werden.
Anwendungen:
- Fatigue und HBU
- Polymere Materialien: Thermoplaste, Duroplaste, Elastomere
- Metalle und Keramiken
- Biologische Materialien: Biologische Gewebe und Membranen, Haare
- Lebensmittel
- Klebstoffe und Beschichtungen
- Verbundwerkstoff
Temperaturbereich:
-160 °C bis 500 °C
Lange Lebensdauer
Immer für Sie da
Proven Excellence im Service
Anwendungen der dynamischen mechanischen Analyse
Die Dynamisch-Mechanische Analyse (DMA) ist in verschiedenen Industrien und für unterschiedlichste Anwendungen weit verbreitet, da sie die mechanischen Eigenschaften von Werkstoffen charakterisieren kann. Einige typische Anwendungen der DMA sind:
- Viskoelastische Materialeigenschaften: Speichermodul, Verlustmodul, Verlustfaktor, tan δ
- Steifigkeit und Dämpfungseigenschaften unter verschiedenen Bedingungen:
- als Funktion von Temperatur und Frequenz
- bei unterschiedlichen Spannungen und Dehnungen
- unter definierter Gasatmosphäre und in flüssiger Umgebung
- Identifizierung von Materialreaktionen und Phasenumwandlungen
- Glasübergangstemperatur von hochvernetzten Polymeren und Verbundwerkstoffen
- Verträglichkeit von Polymerblends hinsichtlich Zusammensetzung und Struktur
- Einfluss von Füllstoffen und Additiven
- Härtung und Nachhärtung von Harzen
- Analyse von Alterungseinflüssen
- Vorhersage des Materialverhaltens mittels Zeit-Temperatur-Superposition (TTS)
- Kriech- und Relaxationsvorgänge
Das sagen unsere Kunden zur NETZSCH DMA
"Wir nutzen Hochlast-DMA-Systeme zur Mischungsentwicklung und Reifenprüfung, um die Eigenschaften verschiedener Reifenmischungen zu charakterisieren."
"Wir setzen die Tisch-DMA in Kombination mit dem NETZSCH-Rheometer ein, um die Lebensdauer und Stabilität der in Halbleiterbauteilen verwendeten Polymermaterialien zu optimieren."
"Mit der Qualität und vor allem dem technischen und Anwendungssupport sind wir sehr zufrieden, sonst hätten wir nicht so viele NETZSCH DMAs für unsere Klebstoffanalyse im Einsatz."
Beratung & Vertrieb
Haben Sie weitere Fragen zum Gerät oder zur Methode und möchten mit einem Vertriebsmitarbeiter sprechen?
Service & Support
Sie haben bereits ein Gerät und benötigen technische Unterstützung oder Ersatzteile?
