熱機械分析

熱的特性と機械的特性の両方を測定するために、熱機械分析装置（TMA）が使用されます。

多くの材料は、加熱または冷却の過程で熱機械特性に変化を生じます。例えば、熱膨張に加えて、相転移、焼結プロセス、軟化などが発生する場合があります。
TMA分析により、さまざまな材料の組成、構造、製造条件、さらには用途の可能性について、有益な知見を得ることができます。

TMAは、線膨張や熱膨張係数の測定に加え、相転移温度、焼結温度、収縮過程、ガラス転移温度、ディラトメトリック軟化点、体積膨張、密度変化、層間剥離、焼結速度論の評価にも利用できます。

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熱機械分析装置

NETZSCH TMA装置のラインナップをご覧ください。

TMA 512 Hyperion^® Select
規定された機械的力による寸法変化を検出
- 150°Cから1500°Cまたは1600°Cまでの加熱炉を3基装備
- 雰囲気：不活性、酸化、静的、動的、真空、還元、水素
- 力の範囲 0.001 N～3 N
- 真空密閉
TMA 512 Hyperion^® Supreme
実環境で定義された機械的力による寸法変化を検出します。
- 150°Cから1600°Cまでの5つの加熱炉
- 70°Cから450°Cまでのイントラクーラー付き
- 雰囲気：不活性、酸化、静的、動的、真空、還元、水素、湿度、水蒸気
- 力の範囲 0.001 N～4 N
- 真空密閉
TMA 402F1/F3 Hyperion^®
実使用条件下で、定義された機械的な力による寸法変化を検出します。
- 温度-150℃～1600
- 湿度や水蒸気などの実環境のシミュレーション
- 力の範囲 0.001 N～4 N
- 真空密閉
H₂セキュア
水素雰囲気下で材料を安全に検査
- STA 509Jupiter シリーズおよびTMA 512 Hyperion^® シリーズ用アクセサリ
- STA 449Jupiter シリーズに後付け可能

DILとTMAの 基礎と高度な応用を学ぶことで、材料の寸法と熱力学的挙動を確実に評価し、熱膨張と変形特性を正確に測定し、材料開発と加工性能を最適化することができます。

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TMA用アクセサリー

豊富な試料ホルダーがTMA 512 Hyperion^® を際立たせる

当社のTMAシステムは、幅広いアプリケーションに対応しています。作業や試料形状に応じて、拡張、貫入、引張、3点曲げ用のホルダーが用意されています。溶融シリカ製のアクセサリーは1100℃まで対応し、それ以上の温度にはアルミナを使用します。特殊な容器により、液体、ペースト、溶融塩、金属の融点までの分析が可能です。浸漬膨潤試験にも対応しています。詳しくはカタログをダウンロードしてください：

Accessories (DIL, TMA)

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水素雰囲気下での熱分析

NETZSCHの熱分析装置向けに開発された新しい H2Secure コンセプトは、水素濃度が変化する環境下で試験を実施するための包括的なソリューションであり、最高レベルの安全性を確保します。

このコンセプトにより、100%水素（H₂）環境での安全な実験、または窒素（N₂）やアルゴン（Ar）などの不燃性ガスと混合した低濃度の水素環境での試験が可能になります。
本システムは、ドイツ技術検査協会（TÜV）の認証を取得しています。

NETZSCH TMA 512装置向け H2Secure について

TMA法について

熱機械分析（TMA：Thermomechanical Analysis）とは、一定の機械的荷重を加えた状態で、温度および／または時間の関数として、固体・液体・ペースト状材料の寸法変化を測定する分析手法です
（DIN 51005、ASTM E 831、ASTM D696、ASTM D3386、ISO 11359 第1～第3部）。

TMAは、試料にほとんど荷重を加えない状態で長さ変化を測定する**ディラトメトリー（Dilatometry）**と密接に関連しています（DIN 51045）。

多くの材料は、加熱または冷却の過程で熱機械特性に変化を生じます。例えば、熱膨張に加えて、相転移、焼結過程、軟化などが起こる場合がありますTMA測定は、さまざまな測定モードで実施することができ、例えば以下のようなモードがあります。例えば、熱膨張に加えて、相変化、焼結、軟化などが起こります。TMA測定は、変形、圧縮、貫入、引張、曲げなど、さまざまなモードで行うことができます。

熱膨張

線膨張は、材料が加工中にどの程度収縮または膨張するか、異種材料が接合可能かどうか、相転移がどこで起こるか、熱膨張係数（線膨張係数線熱膨張係数（CLTE）は、温度の関数としての材料の長さの変化を表す。CTE）がどこで変化するかを示す指標です。

図は、NR50エラストマー試料の熱膨張を、-100℃から0℃の範囲で示したものです。
この試料の**ガラス転移温度（Tg）**は-66℃と判定されました。
Tgは、硬く比較的脆い状態から、柔らかくゴム状の状態へと可逆的に変化する温度を示します。

NR50エラストマーの-100℃から0℃までの熱膨張測定値を示すグラフ。 — 図：エラストマー試料（NR50）の膨張モードでのTMA測定：石英ガラス試料ホルダー、試料厚さ2mm、加熱速度5K/min、ヘリウム雰囲気。

TMA – 寸法変化を正確に測定する方法

原理

TMAでは、選択された変形モード（膨張、圧縮、貫入、引張、曲げ）にかかわらず、試料のあらゆる長さ変化がプッシュロッドを介して高感度誘導式変位トランスデューサ（LVDT）に伝達され、デジタル信号に変換されます。

また、プッシュロッドおよび対応するフューズドシリカ製試料ホルダーは簡単かつ迅速に交換可能であり、測定対象や応用に応じてシステムを最適化できます。

お客様のメリット

>60

熱分析の経験年数

>50

世界各地の販売・サービス拠点

5

最高温度1600°Cの各種加熱炉

NETZSCH TMA 512装置の特徴は？

LVDTセンサーによる超精密検出： 縦型デザインと高感度LVDTトランスデューサーにより、0.125 nmまでのデジタル分解能を実現。これにより、フィルムや繊維のようなデリケートな試料でも、重力によって曲がることなく分析できます。
デジタル制御の荷重レンジ： 0.001N～3N（Select モデル）または最大4N（Supreme モデル）の2つの荷重オプションから選択でき、圧縮、クリープ、貫入、引張、曲げ荷重試験に対応。
将来のアプリケーションに対応 NETZSCH TMA 512は、融点までの難しい材料試験用に設計された専用容器（グラファイト製ピストン容器や液体保持アセンブリなど）を使用して、浸漬スウェリング、溶融塩、金属溶融測定をサポートします。
幅広い温度と雰囲気をカバーするモジュラー加熱炉システム。
1. Select モデル -70°C～1500°C（オプションで1600°C）。
2. Supreme モデル -150°C～1600°C、5種類の交換可能な加熱炉およびダブル加熱炉オプション
3. 不活性、酸化性、還元性、真空、湿度、水蒸気、100%水素の雰囲気にも対応します。
Proteus^® AutoEvaluation: NETZSCHの分析ソフトウェアにはが含まれ、ガラス転移、焼結オンセット、収縮ステップなどのイベントを自動的に検出して評価するため、ワークフローが合理化され、分析時間が短縮されます。AutoEvaluation
Proven Excellence 無制限保証： 熱分析における数十年の経験と、技術革新と品質に対する高い評価が、NETZSCH 分析装置の信頼性を証明しています。当社のサービスを長期にわたってご利用いただけるよう、TMA 512装置シリーズには無制限保証をお付けしています。