什么样的DMA才真正满足我们的应用
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什么样的DMA/DMTA上海宙兴实业有限公司才真正满足我们的应用?
目前,越来越多的DMA/DMTA进入中国市场。让我们有更多的选择。然而,同
时也会给我们在设备选型的时候带来很多困惑 - 什么样的DMA/DMTA才真正
满足我们的应用?力值范围和频率范围是两个最重要的指标。下面我仅从这两方
面提几点看法,希望能对我们的选型有所帮助。
一、 力值的选择:DMA/DMTA不像万能材料试验机,弹性模量高的材料并不
意味着需要大力值。应根据具体情况而定。但也并不是小载荷就能满足我
们的应用。载荷太小,势必被测试样也要求过小,这种试样的边界条件就
会对测试结果有很大的影响,如试样的表面粗糙度、表面状态、试样形状、
材料特性(纤维、晶须、颗粒复合材料)等。
1,按照国外同行多年的经验,由于橡胶材料在玻璃化转变前后的模量变化最
大(有时会有7个数量级的变化),橡胶材料需要的力值范围最大(通常
建议最好5个数量级以上)。比如,最大力值为450N,最小力值应小于
0.0045N。所以,DMA/DMTA要求的是一个力值范围,而不是一个力值。
在下面的图中,-0.0045N到0.0045N的区间,精度范围较低(各厂家都
应提供这个测试盲点范围)。而在厂家表明的力值范围内(0.0045到
450N),精度较高。所以我们在选择DMA/DMTA的力值时,更应关注力
值范围。尤其是最小力值能达到什么样的数量级。
对于金属、塑料、复合材料等,根据我们的具体应用,可以选择100N左
右就够用了。更高力值的DMA/DMTA会更好,但价格会贵很多。
2,另外,有了宽的力值范围,也并不意味
着能有好的测试结果。力值越大,对机
架的刚度要求就越高。而高的机架刚度
不仅取决于机架所用材料,而且取决于
机架设计结构。ISO6721等国际标准中
明确规定,夹具的一端必须固定,以确
保整个测试环的刚度(如右图所示)。双
向加载结构并不符合ISO6721等相应
国际标准的规定。因此,我们在选择宽
力值DMA/DMTA时,也应关注机架刚
度和机架结构。
二、 频率的选择:和力值选择一样,根据我们的应用选择最适合于我们的频率
范围。我在这里又提到频率范围,而不是最高频率。如果我们的应用是和
振动/噪音有关(减震材料、隔音材料、轮胎等)、或者被研究的材料粘弹
性在较大的频率范围体现,那么我们当然要选择频率范围宽的
DMA/DMTA。因为我们的耳朵能够听到最高大约15kHz左右的声音。即
使我们采用时温等效的方法外推到高频,更高的实测频率也更能保证外推
的精度。目前,市场上的DMA/DMTA的最高频率为1kHz。如有特殊的
高频应用,也有10kHz的超高频DMA/DMTA。
三、 温度的选择:大部分DMA/DMTA都可以从低温做到高温。一般来讲,最
大变温速率取决于试样的大小。试样越大,要求变温速率就越低,以便试
样内外温度一致。通常,虽然温度箱的变温能力很强,但我们应控制的最
大变温速率通常为5度/分钟到10度/分钟以内。
四、 另外,如果我们主要对各种橡胶材料进行研究,还应该让各仪器供应商提
供‘在单次试验中能够测量的模量最大变化范围’。像前面所提到的,有
些材料的模量可能会有高达7个数量级的变化。