24.01.2023 by Rüdiger Sehling
NETZSCH DMA Hesaplayıcı ile Yeni Olanaklar
Girilen Numune Geometrisinin Eğilme Modunda Elastikiyet Modülü Üzerindeki Etkisi Hakkında-NETZSCH DMA Hesaplayıcı ile Yeni Olanaklar
Dinamik mekanik analiz (kısaltması: DMA), sıcaklık, zaman ve yük frekansının bir fonksiyonu olarak bir malzemenin elastik ve viskoz davranışı hakkında bilgi sağlayan bir yöntemdir.
Bükme düzeneği, DMA sistemleri için en yaygın ölçüm türüdür. Bu düzenekte, termoplastiklerin yanı sıra çok sert ve sert numuneler (örneğin metaller, fiber takviyeli ve yüksek dolgulu termosetler) de ölçülebilir. Örneğin, 3 noktalı bükme modunda, bir numune sağ ve sol desteğe kelepçelenmeden serbest bir konumda yerleştirilir. İtme çubuğu, salınımlı yükü üstten uygular. Bu kurulum, sonuç olarak modül değerlerinin çok hassas bir şekilde ölçülmesini sağlar.
Genel olarak, tam olarak tanımlanmış numune geometrilerine sahip olmak önemlidir, çünkü small toleransları bile, özellikle ince numuneler için modül değerlerinde önemli farklılıklar yaratır. Bükme modunda (3 noktalı bükme ve çift veya tek konsol), girilen numune kalınlığı, modülün hesaplanmasında3. güce dahil edilir. Bu, güvenilir modül değerlerini ölçmek için düzlem-paralel yüzeylerin çok önemli olduğu anlamına gelir. Durum böyle değilse, modüldeki farklılıklar sadece biraz farklı numune geometrilerinden kaynaklanır. Özellikle ince numune şeritleri için, kalınlıktaki farklılıklar sıklıkla ölçülebilir. Şekil 2'de, bir PTFE şeridi örneği, kalınlığın 1,06 mm ila 1,3 mm arasında değiştiğini göstermektedir.
Şekil 3'te, PFTE şeridi için DMA ölçüm sonuçları -70°C ila 100°C sıcaklık aralığında gösterilmektedir. Farklı numune geometrilerinin etkisini göstermek amacıyla,1. test için (siyah eğri) 1,3 mm'lik bir numune kalınlığı ve2. test için 1,06 mm'lik bir kalınlık değeri girilmiştir. İki ölçüm karşılaştırıldığında, ölçülen modül değerlerinin sıcaklık aralığı boyunca birbirinden büyük ölçüde saptığı görülebilir (örneğin -20°C'de değerlendirildiğinde yaklaşık %84 oranında).
DMA Hesaplayıcı sonuçları hızlı bir şekilde gösterir
Numune kalınlığının bu etkisi, DMA hesaplayıcısı ile de kolayca gösterilebilir ( NETZSCH adresinde yer almaktadır) Proteus® yazılımı) ile modül, deformasyon ve kuvvet değerleri hesaplanabilir. Modül değerlerinin hesaplanması için genellikle dinamik kuvvet ve dinamik genlik değerlerinin bilinmesi gerekir. Bu iki değerden bir malzemenin sertliği hesaplanır; bu daha sonra modülü hesaplamak için geometrik bir faktörle çarpılır. Dinamik kuvvet ve dinamik genlik değerleri aşağıdaki şekilde kolayca değerlendirilebilir Proteus® yazılım. Şekil 4'te, ölçülen PTFE numunesi için dinamik kuvvet IFsI ve dinamik genlik IAsI sinyalleri ek olarak gösterilmektedir. Dinamik kuvvet ve dinamik genlik değerlerinin iki ölçüm için neredeyse aynı olduğu görülebilir (siyah ve kahverengi), bu da NETZSCH DMA'nın yüksek tekrarlanabilirliğini göstermektedir. Bu, ölçülen modül değerinin yalnızca girilen geometriye bağlı olduğu anlamına gelir. Dinamik kuvvet IFsI ve dinamik genlik IAsI için değerlendirilen bu değerler, girilen numune geometrilerinde biraz farklı değerlerin etkisini kontrol etmek için artık DMA hesaplayıcısı için kullanılabilir.
DMA hesaplayıcı - Girilen farklı numune kalınlıklarının hesaplanan modül üzerindeki etkisini kontrol etmek için bu aracın nasıl kullanılacağı, PTFE örneği ile gösterilmiştir:
Belirtilen numune kalınlığı: 1,3 mm
Aynı numune üzerinde, etkiyi görmek için sadece numune kalınlığı 1,3 mm 'den 1,06 mm 'ye değiştirildi:
DMA Hesaplayıcı - Lots Avantajlar
DMA hesaplayıcısı aracılığıyla, numune kalınlığındaki farklılıkların modül değerinde önemli farklılıklar yarattığı hızlı bir şekilde gösterilebilir (burada 1493 MPa ila 2754 MPa -> -20°C'de yaklaşık %84 sapma). Bu örnek, ölçülen E' modülündeki farklılıkların, numune malzemesi aynı olmasına rağmen biraz farklı belirlenen numune kalınlıklarından kaynaklanabileceğini bir kez daha göstermektedir. Bu etkiyi tahmin etmek ve göstermek için DMA hesaplayıcısını kullanmak yeterlidir. Böylece, bu etkiyi göstermek için birden fazla DMA ölçümü yapmak artık gerekli değildir. Örnekte gösterildiği gibi, modül değerinin tolerans aralığı artık her bir ölçüm için kolayca tahmin edilebilir.
Diğer bir avantaj ise DMA hesaplayıcısının herhangi bir DMA ölçüm tipi için kullanılabilmesidir: 3 nokta eğme, tek/çift konsol, çekme, sıkıştırma, penetrasyon veya kesme. Ayrıca, bu DMA hesaplayıcı ile, uygun bir ölçüm düzeneği ve uygun numune geometrileri bulmak için belirli bir malzeme için kuvvetleri ve genlikleri önceden hesaplamak da mümkündür.
DMA hesaplayıcı, ilgili tüm DMA ölçüm değerlerinin hızlı bir şekilde hesaplanması için esnek ve benzersiz bir araçtır ve hem sonuçların daha iyi yorumlanmasına hem de ilgili malzeme için en iyi ölçüm kurulumunun bulunmasına hizmet eder.
Dinamik-Mekanik Analizin temelleri ve uygulama alanları hakkında daha fazla bilgi edinin:
Webinarımız için 14 Şubat'ta kayıt olun!
Webinar, DMA yöntemine bir giriş niteliğindedir ve öncelikle yeni başlayanlara yöneliktir. Bu webinarın içeriği viskoelastik malzeme davranışının açıklanması, DMA ölçüm tekniğinin temelleri ve uygulama örneklerine dayalı olarak selected malzeme özellikleridir.
