引言

醫(yī)療設(shè)備的塑料到輪胎的橡膠，我們使用的材料必須滿足越來越高的要求。產(chǎn)品制造商和消費(fèi)者希望他們的材料外觀漂亮，性能好，成本低，同時(shí)對(duì)環(huán)境友好。如需滿足上述需求，就必須深入了解從分子水平到實(shí)際機(jī)械性能的材料特性。由于影響材料特性的因素有很多，因此需要精確的測量工具和方法來確保材料滿足應(yīng)用的高期望值。在開發(fā)和生產(chǎn)的各個(gè)階段，評(píng)估材料特性的一個(gè)關(guān)鍵測量和分析方法是動(dòng)態(tài)機(jī)械分析（DMA）。DMA，最基本的是測量材料的粘彈性能，通常以儲(chǔ)能模量問損耗模量和損耗因子形式進(jìn)行量化。DMA測量是通過在材料上施加力和變形，并與其他因素（如溫度、時(shí)間和頻率）的影響一起進(jìn)行分析而獲得。

實(shí)驗(yàn)示例

該圖顯示了 DMA 上三個(gè) PET 樣品進(jìn)行拉伸時(shí)的對(duì)比:其中一個(gè)樣品具有均勻的粘膠層且性能良好，一個(gè)樣品具有不均勻的涂層且性能不佳，還有一個(gè)樣品無涂層。因粘合劑產(chǎn)生的轉(zhuǎn)化峰值以tanδ顯示，在“良好”樣品中為40°C左右，而“不佳”樣品的峰值要小得多。了解良好樣品和不佳樣品的特性可以對(duì)涂層工藝和制成品進(jìn)行質(zhì)量控制。諸如此類的微妙變化需要極高的靈敏度和精確度來測量。

隨著材料和產(chǎn)品開發(fā)的進(jìn)展，科學(xué)家和工程師需要更大的樣品和更高的力來實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的測試能力。這種需求可能來自許多領(lǐng)域，包括：

• 不能微型化的材料（如3D打印或復(fù)合材料） 

• 高硬度的樣品，需要更大的力量來變形 

• 需要在線性黏彈性區(qū)域（LVR）之外變形的真實(shí)外部條件 

• 復(fù)雜幾何形狀 

通常情況下，通過更大的力測試所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)直接用于設(shè)計(jì)和驗(yàn)證材料或產(chǎn)品的最 終使用狀況。隨著測試和測試樣品開始接近真實(shí)條件，樣品的大小和力量可以變得相對(duì)較大，施加的力可超過10,000N，動(dòng)態(tài)位移為10mm或更大。 力DMA測試看起來與傳統(tǒng)的DMA測試非常不同，因?yàn)樗ǔＪ菫榱肆私馓囟ǖ男畔?。這些測試可能只包括適用于最 終用途的測試變量，甚至不包括溫度的影響! 例如，一些客戶可能在室溫下使用強(qiáng) 力DMA作為隔振器或其他成品部件的質(zhì)量控制檢查。

由于這些類型的DMA測試通常在開發(fā)周期的后期進(jìn)行，因此通常與其他強(qiáng)度和疲勞測試一起進(jìn)行。在材料和設(shè)計(jì)向最 終產(chǎn)品迭代的過程中，材料強(qiáng)度、疲勞壽命和DMA特性都必須一并考慮在內(nèi)。