热分析-DMA 动态热机械分析仪DMA的多种夹具及模数(Modulus)差异与应用
动态热机械分析仪的夹具应用
如上图所示，白色表示夾具，而深色则表示试片形状，可以看到中间探针(Probe)的运动方向皆为相同方向上下运动，而差异主要来自于样品摆放方向不同。其中压缩模式(Compression mode)以向下压缩的方式来模拟样品运动。而拉伸模式(Tension mode)以向上拉伸的方式来模拟样品运动。剪切模式(Shear mode)则是以样品侧边截面积来模拟运动。 所以我们可以透过产品实际应用时的运动方向，来选择合适的测试夹具，并备制符合夹具的样品尺寸，这样分析求得的结果才相对有意义。
 |
Compression压缩以防震硅胶垫片为例，垫片通常放置于产品的底部作为减震缓冲用，而产品重量则会造成垫片的挤压，此时便可利用Compression mode来分析垫片的储存模数、损失模数、阻尼参数来作为质量的依据。此种模式所得的模数属于Compression Modulus，测试DMA时可以测得储存模数、损失模数、阻尼，通常用E’或 E”来代表。 |
 |
Tension拉伸以硅胶拉力带为例，在使用拉力带时通常会以拉伸延展的方式运动，而拉力带则会因受力而变长，此时便可利用Tension mode来分析产品的储存模数、损失模数、阻尼等参数来作为质量的依据。这种模式测试所得的模数属于Tensile Modulus，测试DMA时可以测得储存模数、损失模数、阻尼，通常用E’或 E”来代表。 |
 |
Shear剪切侧向施力像对应大部分的产品，简单的说，剪切模数越大，则表示越能够抵抗剪切应变的能力，通常作为计算蒲松比的参数之一。这种模式所得模数是Shear Modulus剪切模数，测试DMA时可以测得储存模数、损失模数、阻尼，通常用G’或G”来代表。 |
此外，弯曲模式所得的模数是Bending Modulus，其中夹具设计更贴近实用还有3 point Bending、4point Bending、Cantilever数种夹具。测试DMA时都可以测得储存模数(Storage modulus)、损失模数(Loss Modulus)、阻尼(tanδ)，通常以E’或E”来代表。
虽然都是弯曲夹具、拉伸夹具以及压缩夹具，三种夹具都是测试得到储存模数Storage Modulus E’、损失模数Loss Modulus E” , 但因为施力方向、方式、取得材料特性不同，所以三种夹具所得E’或E” 不同皆为正常的材料特性，当然E’或E”与剪切模数G’或G”不同就更为合理。但通常都称为储存模数及损失模数，很容易误以为同一种材料各种夹具的E’及E”数据都需要相同，其实大部分状况下所有夹具的E’或E”都是不同的。
总结来说，不同夹具所求得的模数是不能互相作比较的，产品应用决定了测试夹具的选择，而试片则需要符合夹具的尺寸规范。因试片备制问题而挑选了符合尺寸的夹具，但施力方向改变并不具意义。
其他相關訊息
-
28 Apr.2025提升SRF品质与燃烧效率—科迈斯科技的分析解决方案
-
21 Apr.2025热传导-Hot Disk 陶瓷基板的热膨胀与散热性能评估：TMA与Hot Disk的关键应用
-
07 Apr.2025热传导-TC 液体样品测试热传导、热扩散系数的4种分析技术
