Dynaamismekaaninen analyysi (DMA)

Dynaamismekaaninen analyysi eli DMA (dynamic mechanical analysis), on materiaalien karakterisointiin käytettävä tekniikka. DMA:ssa näytteeseen kohdistetaan oskilloivaa voimaa säädellyssä lämpötilassa. Näytteen käyttäytymisessä havaittavia muutoksia seurataan ja tulokset ilmoitetaan jäykkyytenä ja vaimennuksena. Tulosten avulla voidaan selvittää esimerkiksi varasto- ja häviömoduuleja. Tekniikka sopii erityisesti polymeerien elastisuuden ja viskositeetin tutkimiseen.

  • Nopeat tulokset
  • Henkilökohtaista apua asiantuntijoilta
  • Kilpailukykyiset hinnat
  • Takuu tulosten oikeellisuudesta

Mitä on DMA?

Dynaamismekaaninen analyysi (DMA) tunnetaan myös englanninkielisenä lyhenteenä DMTA, joka tulee sanoista Dynamic Mechanical Thermal Analysis. DMA on terminen analyysimenetelmä materiaalien dynaamisten ominaisuuksien tutkimiseen. DMA:n avulla voidaan karakterisoida materiaalien ominaisuuksia esimerkiksi ajan, lämpötilan, kuormitustaajuuden (frequency), kuormitusvoiman ja atmosfäärin funktiona.

DMA:ssa näytemateriaali altistetaan oskilloivalle eli värähtelevälle kuormitukselle säädetyssä lämpötilassa. Kuormituksen aikana mitataan näytteen jäykkyyttä ja vaimennusta. Värähtelevää kuormitusta voidaan kohdistaa näytteeseen jännitys- tai leikkausvoimana useilla eri tavoilla. Monissa DMA-laitteissa on hyvin laaja käyttölämpötila-alue, tyypillisesti -150°C - 600 °C.

DMA:ta käytetään usein polymeerimateriaalien analysointiin, koska niiden mekaaniset ominaisuudet ovat erittäin herkkiä lämpötilalle ja kuormitukselle. DMA:ta voidaan käyttää myös erityisten lämpötilojen, kuten lasisiirtymän ja sulamispisteen karakterisointiin, jotka ovat olennaisia ​​prosessien hienosäädössä ja materiaalien validoinnissa. Lisäksi DMA:ta käytetään usein osana materiaalikehitystä, jossa tavoitteena on kehittää materiaali, joka kestää haluttuja lämpötiloja, atmosfäärejä ja fyysistä rasitusta.

DMA ja konetekniikka

Materiaalien mekaanisten ja dynaamisten ominaisuuksien tutkimiseen soveltuva dynaamismekaaninen analyysi on laajalti käytetty työkalu konetekniikassa ja erityisesti polymeeritekniikassa. DMA:n tapaisten mittausten ja menetelmien käyttö yleistyi, kun erilaiset muovi- ja polymeerimateriaalit alkoivat korvata muita aiemmin käytettyjä materiaaleja.

Mitä DMA mittaa?

Tutkittavan näytteen ominaisuuksista riippuen DMA:lla voidaan määrittää viskositeettia ja elastisuutta. DMA mittaa näytteen jäykkyyttä ja vaimennusta. Jäykkyys ilmoitetaan moduulina (modulus) ja vaimennus häviön tangenttina (loss tangent). Moduuli jaetaan edelleen varastomoduuliin (G’) ja häviömoduuliin (G’’), jotka vastaavat elastisia ja viskoottisia komponentteja. Moduuli kuvastaa näytteen elastista käyttäytymistä, kun taas vaimennus kuvastaa energiahäviötä syklisessä kuormituksessa. Vaimennus perustuu materiaalin kykyyn absorboida energiaa. Sekä moduuli että vaimennus vaihtelevat materiaalin tilan, lämpötilan ja kuormituksen taajuuden seurauksena. Varastomoduulia ei pidä sekoittaa Youngin moduuliin eli kimmokertoimeen (Young’s modulus).

DMA on erinomainen työkalu faasimuutosten lämpötilojen, kuten materiaalin lasisiirtymälämpötilan (Tg) määrittämiseen. Lasisiirtymä on toisen asteen siirtymälämpötila, jossa materiaali muuttuu kovasta ja "lasimaisesta" tilasta viskoottisempaan tai “kumimaiseen” tilaan. Lasisiirtymälämpötila on tärkeä parametri määritettäessä muovimateriaalien valmistusolosuhteita ja soveltuvuutta eri käyttötarkoituksiin.

DMA:ta voidaan käyttää myös kovettumiskinetiikan tutkimiseen, tyypillisesti lämpökovettuvien materiaalien lasittumispisteen ja geeliytymispisteen määrittämiseen.

Soveltuvat näytteet ja esivalmistelu

DMA:ssa näytteiden esivalmistelu on erittäin tärkeää, sillä näytteen puhtaus, tasalaatuisuus ja fyysiset mitat vaikuttavat suoraan sen mekaanisiin ominaisuuksiin. DMA soveltuu kiinteiden, nestemäisten ja geelimäisten materiaalien tutkimiseen. Soveltuvan näytteen geometria riippuu näytteen fysikaalisesta tilasta kokeen alussa ja siitä, mitä näytteestä tutkitaan. Tyypillisiä näytekappaletyyppejä ovat toispuoleisesti tuettu, kaksoistuettu, kolmen pisteen taivutus, jännitys, puristus ja leikkaus. Näytteille, jotka eivät kestä omaa painoaan, voidaan käyttää erityistä kiinnitystä.

Tarvitsetko DMA-analyysin?

Me tarjoamme laadukkaita DMA-analyysejä kilpailukykyiseen hintaan. Asiantuntijamme ovat myös aina valmiita auttamaan jos sinulla on kysymyksiä näytteisiisi tai niiden soveltuvuuteen liittyen. Ota meihin yhteyttä alla olevan lomakkeen kautta tai sähköpostitse info@measurlabs.com.

Soveltuvat näytematriisit

  • Kestomuovit
  • Kertamuovit
  • Elastomeerit
  • Keraamit
  • Metallit
  • Liimat

Tyypilliset käyttökohteet

  • Viskositeetti- ja elastisuusmittaukset
  • Lasisiirtymälämpötila
  • Polymeerien rakenteen karakterisointi
  • Muovien mekaaninen testaus
  • Kovettumiskinetiikan testaus
  • Virtauskäyttäytymisen testaus

Ota yhteyttä

Ota yhteyttä alla olevalla lomakkeella, niin saat tarjouksen testauspalveluista yhdessä arkipäivässä.

Voit myös lähettää sähköpostia info@measurlabs.com tai soittaa meille numeroon +358 50 336 6128

Vastaamme aina yhdessä arkipäivässä.

Usein kysytyt kysymykset

Mihin DMA-menetelmää tyypillisesti käytetään?

DMA on yleinen menetelmä polymeerimateriaalien karakterisointiin. Tyypillisiä analyysejä ovat esimerkiksi viskositeetti- ja elastisuumittaukset, polymeerin rakenteen karakterisointi, virtauskäyttäytymisen testaus, sekä lasisiirtymälämpötila.

Mitkä ovat DMA:n rajoitteet?

DMA:n tiedetään tuottavan mahdollisia epätarkkuuksia, jotka voivat johtua epätarkoista näytemitoista ja epätasaisuudesta. Moduuliarvot voivat vääristyä, jos näyte on muodoltaan edes hieman epätasainen. Lisäksi näytteeseen kohdistuvan kuormituksen mekaaninen energia muuttuu ajan myötä lämpöenergiaksi ja voi siten nostaa näytteen lämpötilaa aiheuttaen epätarkkoja mittauksia.

Millaiset näytteet soveltuvat DMA-analyyseihin?

DMA-analyysiä voi käyttää erilaisien muovien, elastomeerien, keraamisten materiaalien, metallien, ja liimojen analysointiin.

Mikä Measurlabs on?

Measurlabs tarjoaa erilaisia laboratorioanalyyseja tuotekehittäjille ja laatujohtajille. Suoritamme osan analyyseista omassa laboratoriossamme, mutta enimmäkseen ulkoistamme ne huolella valikoiduille kumppanilaboratorioille. Tällä tavoin pystymme lähettämään kunkin näytteen sille sopivimpaan laboratorioon ja tarjoamaan asiakkaillemme korkealaatuisia analyyseja yli tuhannella eri menetelmällä.

Miten palvelu toimii?

Kun otat meihin yhteyttä tarjouspyyntölomakkeella tai sähköpostilla, yksi menetelmäasiantuntijoistamme ottaa mittauksesi hoitaakseen ja vastaa mahdollisiin kysymyksiisi. Saat kirjallisen tarjouksen, jossa on kerrottu mittauksen yksityiskohdat ja osoite, johon voit lähettää näytteet. Me huolehdimme sen jälkeen näytteiden toimittamisesta oikeisiin laboratorioihin ja kirjoitamme tuloksista sinulle selkeän mittausraportin.

Kuinka lähetän näytteeni?

Näytteet toimitetaan laboratorioomme yleensä lähetillä. Varmista yksityiskohdat asiantuntijamme kanssa ennen näytteiden lähettämistä.

Dynaaminen mekaaninen analyysi (DMA) on materiaalien karakterisointiin käytettävä tekniikka. Analyysissä näytteeseen kohdistetaan oskilloivaa voimaa säädellyssä lämpötilassa, jolloin saadaan tietoa materiaalin elastisuudesta ja viskositeetista. Measurlabs tarjoaa laadukkaita DMA-mittauskia kaikille toimialoille, sekä apua materiaalitestauksen asiantuntijoilta aina kun sitä tarvistet.