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热机械分析仪(Thermomechanical Analyzer, TMA)是一种用于研究材料在程序控温下形变与温度关系的精密仪器，广泛应用于材料科学、化学、能源等领域，可测量热膨胀系数、玻璃化转变温度、软化点等关键参数。
一、核心原理。
静态形变测量：在非振动负载下(如压缩、膨胀、针入、拉伸或弯曲)，通过位移传感器(如LVDT)实时监测样品尺寸变化，形变信号与温度关联。典型负载范围：0~1N，分辨率可达纳米级。
动态热机械分析(DMA)：通过施加周期性振荡负荷，测量材料的模量和阻尼特性，适用于黏弹性材料。
二、仪器结构。
核心组件：
加热炉：控温范围通常为-150℃至600℃。
探头系统：由悬臂梁、螺旋弹簧和力发生器组成，确保载荷精确施加。
位移传感器：LVDT(线性可变差动变压器)实现高精度形变检测。
辅助功能：部分型号支持SDTA(同步差热分析)和DLTMA(动态负载TMA)模式。
三、典型应用。
材料特性分析：热膨胀系数(CTE)、相变温度、应力松弛等。高分子材料的玻璃化转变(Tg)和软化行为。
工业与科研场景：金属/陶瓷的烧结过程、复合材料的相容性研究。
薄膜、纤维的拉伸/压缩性能测试。
四、操作模式对比
压缩/膨胀模式适用于均匀形变材料(如金属、陶瓷)，其特点为应力分布均匀需要石英片辅助。
针入模式适用于软化点测定(如塑料、橡胶)，其特点为球点探头监测形变起始温度。
三点弯曲模式适用于硬质材料(如纤维增强塑料)，其特点为避免压缩形变误差。
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