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圓派科學儀器（上海）有限公司
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熱機械分析儀 TMA 402 F1/F3 Hyperion®
TMA402F1/F3 Hyperion® 為耐馳公司*新推出的熱機械分析儀，可以有效地分析樣品在一定負載下的熱機械/熱膨脹特性。*大樣品長度30mm，*大作用力 3N。內置的高精度力傳感器保證了 mN 范圍的精que可控的作用力。
這是一項經過時間考驗的技術，同樣也使用于熱膨脹儀中。其精度，可測量納米級的尺寸變化（數字靈敏度為 0.125nm）。
真空密閉恒溫系統TMA 402 Hyperion® 的測量系統通過水浴恒溫，因此，爐體的熱輻射和周圍環境的氣溫波動都不會影響到系統。 為了保證測量的純凈氣氛及儀器的真空度，儀器中所有的單元均為真空密閉設計。TMA 402 F1 中使用了渦輪分子泵，真空度可達 10-4mbar，與 MFC（質量流量控制器，TMA 402 F3 中為選件）結合使用，就可以在測量過程中選擇測試所需純凈氣氛，如惰性氣體或氧化性氣體。 |  |
TMA 402 Hyperion® 的系統里，施加在樣品上的作用力以電磁方式控制，因此，系統在測試過程（如蠕變模式）中能夠快速檢測到負荷改變。與那些只能預先設定作用力的儀器不同，TMA 402 Hyperion® 中高靈敏度的傳感器（靈敏度 < 0.01mN）通過推桿實時監控作用力，然后再根據需要自動地加以調整。
TMA 402 Hyperion® 的電控制系統可以在 mN 精度上控制作用力，使用這種高精度控制作用力，即使像纖維，薄膜類易破損材料的測試也可順利進行；同時，可通過軟件控制作用力以步進或線性的方式改變，測試蠕變和壓縮模式就變得格外方便；此外，TMA 402 Hyperion® 還提供額外的附加功能，包括多種脈沖可供選擇，如矩形和斜坡形的單頻或多頻的振蕩力（頻率可達 1Hz，選件），在此模式下材料的一些粘彈性能就可以很方便得以表征，如彈性模量和蠕變模量。
| 設計 | 特點 | 優點 |
| 模塊式設計 | 爐體可更換，與耐馳其他儀器相兼容 | 配置靈活，通用性強，可方便而經濟地進行擴展和改造 |
| 軟件控制氣體流量 | 程序控制改變氣氛 | 氧化反應類測試中，無需手動切換氣體。 |
| 程序控制作用力，*大可達 3N | 可控作用力的改變（線性和步進），連續可調制力（TMA 402 F1） | 表征粘彈性能 |
| 多種可選配件，如特殊樣支架，浸入式容器 | 廣泛的應用范圍 | 可測量粉末，液體，固態至熔融態的金屬；可進行浸入式測量 |
| 技術參數 | TMA 402 F1 Hyperion® | TMA 402 F3 Hyperion® |
| *大測量長度 | 30 mm | 30 mm |
| 測量范圍 | ± 2.5 mm | ± 2.5 mm |
| 位移分辨率 | 0.125 nm | 0.125 nm |
| 負載力 | 0.001N .. ±3N（步長 0.2mN） | 0.001N .. ±3N（步長 0.2mN） |
| 力的分辨率 | < 0.01 mN | < 0.01 mN |
| 調制作用力 | 可達 1 Hz | - |
| 真空度 | < 10-4<-sup> mbar | < 10-2 mbar |
| 氣路設計 | 兩路吹掃氣，一路保護氣 | 兩路吹掃氣，一路保護氣 |
| 質量流量控制器（MFC） | 標配 | 選件 |
| 不同溫度下的標準系統配置 | |
| -150°C - 1000°C | 不銹鋼爐體，液氮制冷系統，熔融石英樣品支架，K 型熱電偶 |
| RT - 1550°C | SiC 爐體，Al2O3 樣品支架，S 型熱電偶 |
| 特殊規格可定制 | |
TMA 402 F1/F3 Hyperion® 的測量與分析軟件是基于 MicroSoft Windows® 系統的 Proteus® 軟件包，它包含了所有必要的測量功能和數據分析功能。這一軟件包具有極其友善的用戶界面，包括易于理解的菜單操作和自動操作流程，并且適用于各種復雜的分析。Proteus 軟件既可安裝在儀器的控制電腦上聯機工作，也可安裝在其他電腦上脫機使用。
詳見：Proteus®
對薄膜施加作用力，測量其拉伸形變，收縮形變以及各向異性。此例中，在拉伸的模式下，我們測量了一個厚度為 40 μm 的聚碳酸酯薄膜的拉伸以及收縮的現象。由于作用力的不同，結果也差異甚大。施加作用力較小時（5mN），薄膜在高溫下收縮，而在施加較大作用力時（50mN），薄膜則發生膨脹形變。
對于密封材料而言，能夠在經過持續的作用力后恢復至原始狀態是至關重要的。為了測量這一性質，我們施加 3N 的作用力于某種彈性密封材料上，隨后減少為 5mN 持續 40 小時，可以觀察到壓縮量為 21%，撤去作用力，30min 后壓縮量恢復了 16.2%，60min 后恢復了 16.8%。在長達 30 小時之后，材料并沒有恢復到原始狀態，仍有殘余形變，這是由該材料的粘彈特性所致。
將三點彎曲模式與振蕩力相結合，既定材料的粘彈性就可以得以表征。在 -150°C 到 150°C 之間，對四氟乙烯棒施加矩形的調制力（由 0.2N 的靜態力和三種不同的動態力分別復合而成）。根據樣品的結構特性和膨脹系數，可計算得到其儲存模量 E 和溫度的對應關系，同時可觀察到聚四氟乙烯的三種典型變化：即 -100°C 的 β 轉變，0°C 到 50°C 的晶型轉變以及 100°C 的玻璃化轉變。
在汽車工業中，鈦酸鋁是作為催化轉換器的載體材料。下圖為鈦酸鋁坯體在室溫到 1450°C 間的測試，測試的*后將鈦酸鋁在 1450°C 時恒溫 7 小時。結果顯示，在加熱過程中，樣品收縮量為 12.7%；燒結過程分為兩步，較大的一次燒結速率為 0.31%/min；而在恒溫段，樣品又進一步地收縮了 0.6%。耐馳還提供速率控制燒結軟件（RCS 選件），可進一步優化燒結工藝。
對于粘土和粉末樣品，通常使用的測試方法是TMA-MS（Aëolos®）聯用，溫度范圍是室溫至800°C。樣品*先釋放出吸附結合水和層間水（收縮0.01%）；在300°C，有機組分開始燃燒（在 m18（H2O）與 m44（CO2）的曲線上出現峰）,但是由于含量較少，對膨脹曲線并無明顯影響；在487°C到536°C間，粘土中的礦物成分脫水，圖譜中所對應的收縮為0.05%。
為了滿足不同的溫度范圍需求，耐馳設計了多種爐體，用戶可根據自身需要自由更換。如果選擇了雙爐體裝置，則只需片刻即可切換到另一個爐體。
對于不同尺寸的樣品有多種不同規格的石英、氧化鋁樣品支架和推桿可供選擇。除了針對膨脹，針入，和拉伸模式之外，還提供三點彎曲模式的推桿和支架。
TMA402 Hyperion®中的熱電偶可方便地進行更換，除了常規的 K 型熱電偶，還可選用 S 型或 E 型熱電偶。安裝后系統將會自動識別傳感器類別。
提供針對粉末，液體，糊狀樣品甚至熔融金屬測試的特殊樣品容器，除此之外，還提供浸入式容器。
樣品支架和推桿（熔融石英和氧化鋁）
TMA402 Hyperion® 可與 MS 或 FTIR 檢測器聯用，分析加熱過程產生的揮發性產物。
TMA 402 Hyperion® 可以配備銅爐，該爐體可以在 -150°C ... 500°C 的溫度范圍內作為常規爐體使用。同時該爐體為潮濕氣氛下的測量而特殊設計，可以通過特殊的氣體入口適配器連接到濕度發生器。在這種情況下，潮濕氣氛由上部進入到樣品室內, 有一個特殊的氣體引導管，可以you效地防止保護氣氛對潮濕氣氛的稀釋。因此儀器可以在 0°C ... 100°C 溫度范圍內、一定濕度的氣氛條件下進行工作。
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