熱機械分析儀操作說(shuō)明介紹

1. 用途概述

XWJ-500B型熱機分析儀是由系統機控制，使試樣在爐體內以一定的加熱（制冷）速率加熱（制冷）試樣，使試樣在恒定的較小的負荷下隨溫度升高（降低）發(fā)生形變，測量試樣溫度—形變曲線(xiàn)并通過(guò)分析該試樣的溫度—形變曲線(xiàn)，研究高分子材料力學(xué)性能的儀器。它能夠測定材料在等速升溫條件下的溫度、變形曲線(xiàn)，從而確定材料的玻璃化溫度Tg和流動(dòng)溫度Tf。它能測量各種材料的熱膨脹系數，從而確定這些材料的變T點(diǎn)，燒結過(guò)程、收縮率、熱膨脹等特性?？蓮V泛應用于高分子及其合成材料、藥物、陶瓷等材料的科研和生產(chǎn)中。

該儀器符合國家標準適合標準： GB11998-89 《塑料玻璃化溫度測定方法熱機械分析法》, GB/T6800.2-2018/ISO11359-2:1999《塑料 熱機械分析法TMA》

2.工作原理

聚合物試樣隨溫度上升，從玻璃態(tài)轉變?yōu)楦邚棏B(tài)，從高彈態(tài)轉變?yōu)榱鲃?dòng)態(tài)。試樣的高彈態(tài)和流動(dòng)態(tài)是可以通過(guò)形變過(guò)程而確定的。所以該機的工作原理就是通過(guò)鉑電阻Pt100感溫元件測量爐內的溫度，由溫控單元進(jìn)行PID運算，控制加熱部件或制冷單元，達到等速升溫的目的。形變由數顯百分表顯示并輸出位移信號上傳至PC機，PC機繪制溫度-變形曲線(xiàn)。蕞后通過(guò)在溫度-變形曲線(xiàn)上找到拐點(diǎn)得到Tg和Tf值。

對應于拉伸、針入等不同的實(shí)驗形式，將高分子材料制成標準尺寸的試樣，放入對應的試樣安裝架中，一同裝入控溫爐。通過(guò)電加熱器或液氮流、高精度控溫傳感器、計算機系統組成控溫系統，控制保溫爐的溫度及升、降溫速率，并實(shí)時(shí)監測試樣的溫度。通過(guò)加載桿、砝碼對試樣施加恒定的試驗力。通過(guò)數顯千分表實(shí)時(shí)測定試樣的形變量。具有一機多用，靈活方便的特點(diǎn)。

2. 技術(shù)指標

3.1 實(shí)驗艙溫度

3.1.1 實(shí)驗艙溫度范圍：室溫～500℃

3.1.2 實(shí)驗艙溫度控制范圍：室溫～500℃

3.1.3 溫度準確度：±0.5℃

3.1.4 升溫速率：0.5℃/ min～5℃/ min

3.1.5 控溫元件：Pt100

3.1.6 爐腔測溫單元：熱電偶T

3.1.7 溫度分辨率：0.1℃

3.2 試樣變形位移測量

3.2.1位移有效測量范圍：5mm

3.2.2 位移測量分辨率：0.001mm

3.2.3 位移測量準確度：±0.005mm

3.2.4 數字千分表顯示，RS232串口數據輸出

3.3 載荷部分

3.3.1 加載桿質(zhì)量：260g

3.3.2 砝碼：300g、500g、1000g、1500g

3.4 時(shí)間顯示

內部時(shí)鐘自動(dòng)計算，時(shí)間誤差：±1s/h

3.5 加熱部分

采用固態(tài)繼電器控制的電阻絲加熱

3.5.1 加熱電壓：AC220V，50Hz

3.5.1 加熱功率：850W

3.6 試驗方式

拉伸，彎曲，壓縮，針入

3.6.1 拉伸試樣：

3.6.1.1 蕞大夾持厚度：<3 mm

3.6.2 彎曲試樣：

3.6.2.1 彎曲壓頭半徑：R3.0±0.10 mm

3.6.2.2 彎曲支點(diǎn)半徑：R3.0±0.10 mm

3.6.2.3彎曲支座間距：15.0 mm

3.6.3 壓縮試驗：

3.6.3.1 壓頭面積：12.56mm2

3.6.3.2 壓頭直徑：Φ4.0±0.05 mm

3.6.4 針入試驗

3.6.4.1 針頭面積：1.00 mm2

3.6.4.2 針頭直徑：Φ1.13±0.05 mm

3.6.5 膨脹試驗

3.7 總電源功率：1000W

3.8 電 源：220V±10%，50Hz

3.9 儀器外型尺寸：350mm×300 mm×600 mm

3.10 儀器重量：約 10kg

3. 儀器結構（見(jiàn)附頁(yè)）

儀器由試驗主機，溫控單元，加熱爐及計算機組成

試驗主機部分：升降單元，試樣架組成；

溫控單元：是包括溫控表，升降單元的控制系統組成；

加熱爐：是通過(guò)控制單元控制實(shí)現等速升溫的加熱系統，耐高溫達到500℃；

4. 儀器的安裝和調試

5.1檢查儀器及隨機附件

5.1.1檢查儀器外包裝是否有損壞，如有破損請及時(shí)通知負責運輸的部門(mén)，并聯(lián)系我公司。

5.1.2 打開(kāi)包裝箱檢查隨機文件是否齊全，按裝箱單檢查主機及附件是否齊全。

5.2 儀器的安裝

5.2.1儀器應安置在無(wú)塵、無(wú)振動(dòng)、無(wú)強磁場(chǎng)、無(wú)強電流擾動(dòng)的實(shí)驗室內，將儀器置于工作臺上。

5.2.2 觀(guān)察水準器調整地腳使儀器水平。

5.2.3在主機體上裝上保溫爐、試樣安裝在試樣架上、加載裝置、測溫裝置、測位移裝置等部件。

5.2.4 打開(kāi)計算機，執行XWJ-500B測控軟件，進(jìn)行參數設定，具體見(jiàn)軟件操作說(shuō)明；

5.3 儀器的調試

5.3.1 試樣的尺寸

5.3.1.1 壓縮試樣

圓柱形試樣 Φ4.5±0.5 mm ×6.0±1.0 mm

正方柱形試樣 4.5±0.5 mm ×4.5±0.5 mm ×6.0±1.0 mm

5.3.1.2 針入試樣

圓柱形試樣 Φ4.5±0.5 mm ×6.0±1.0 mm

正方柱形試樣 4.5±0.5 mm ×4.5±0.5 mm ×6.0±1.0 m

5.3.1.3彎曲試樣

板條形試樣 25±0.5 mm ×8.0±0.2 mm ×3.0±0.2 m

5.3.1.4拉伸試樣

板條形試樣 35±0.5 mm ×8.0±0.2 mm ×<1.5±0.2 m

5.3.2 試樣的試驗條件

5.3.2.1壓縮試驗

5.3.2.1.1壓縮壓頭為 Φ4.0±0.05 mm 的圓柱形壓頭；

5.3.2.1.2試樣承受壓強為 0.4±0.2 MPa（加1號300g砝碼，總載荷為513g）；

5.3.2.1.3試樣加熱速率為 1.2±0.5℃/ min。

5.3.2.2針入試驗

5.3.2.2.1針入壓頭為 Φ1.13±0.05 mm 的圓柱形壓頭；

5.3.2.2.2 試樣所加載荷依材料而定，能使試樣產(chǎn)生明顯形變，形成的溫度—形變曲線(xiàn)，易于分析；

5.3.2.2.3 試樣加熱速率依工作條件而定。

5.3.2.3彎曲試驗

5.3.2.3.1 彎曲壓頭為 R3.0±0.10 mm 的圓弧形壓頭；

5.3.2.3.2 兩支座間的跨距為15.0 mm。

5.3.2.4 拉伸試驗

5.3.2.4.1 拉伸夾頭為 8.0 mm × 8.0 mm對夾夾具；

5.3.2.4.2 受力形式為單向拉伸。

5.3.3 試樣的安裝方法

5.3.3.1 壓縮試驗

5.3.3.1.1 從附件箱中取出壓縮吊筒、壓縮試樣架、壓縮壓頭；

5.3.3.1.2 將狀態(tài)調節好的壓縮試樣放入壓縮試樣架內，并一同放入壓縮吊筒內；

5.3.3.1.3 從上部壓上壓縮壓頭；

5.3.3.1.4 點(diǎn)擊“上升”鍵，升起試樣架；

5.3.3.1.5 將壓縮吊筒用吊筒安裝螺母裝在升降架上的吊筒安裝座上；

5.3.3.1.6 點(diǎn)擊“下降”鍵，使壓縮吊筒插入保溫爐內；

5.3.3.1.7從升降架上部插入加載桿，壓在壓縮壓頭上，并加上適當的砝碼（例如1號砝碼300g）；

5.3.3.1.8 將位移傳感器的針頭放在試樣壓桿托片上；

5.3.3.1.9 點(diǎn)擊“開(kāi)始試驗”，系統以設定的升溫速率加熱試樣，計算機實(shí)時(shí)測定試樣的溫度及形變量；

5.3.3.1.10 分析溫度—形變曲線(xiàn)，確定材料的特性參數，當曲線(xiàn)發(fā)生急劇變化后，即可終止試驗。

5.3.3.2 針入試驗

將上述壓縮壓頭換為針入壓頭，其它步驟與壓縮試驗相同。

5.3.3.3 彎曲試驗

采用彎曲吊筒、彎曲試樣架、彎曲壓頭，彎曲試樣。操作試驗方法與上述方法相同。

5.3.3.4 拉伸試驗

采用拉伸吊筒、拉伸試樣架、拉伸試樣。操作試驗方法與上述方法相同。

6. 軟件操作說(shuō)明

試樣準備好，安放在試樣架上后，雙擊執行桌面“XWJ-500B測控系統” 系統自動(dòng)進(jìn)入軟件操作界面；

6.1軟件上面是菜單，包括：試驗報告、試驗曲線(xiàn)、退出系統；

6.1.1試驗報告，試驗結束后點(diǎn)擊”WORD報告”會(huì )彈出參數設定界面，填寫(xiě)好參數后；

6.1.2 試驗曲線(xiàn)包括： 溫度-形變曲線(xiàn)，時(shí)間和溫度曲線(xiàn)，膨脹系數；

6.2 ：試樣架控制單元：是控制試樣架升降的，點(diǎn)擊左側的

系統會(huì )自動(dòng)上升，下降，到上限和下限會(huì )自動(dòng)停止；點(diǎn)擊右側的，系統會(huì )點(diǎn)動(dòng)上升或下降，在試樣架進(jìn)入加熱爐之前，需要點(diǎn)動(dòng)下降，試樣架和加熱爐上后對正后，方可自動(dòng)下降，以免試樣架和加熱爐口碰撞；

6.3溫度控制設置參數：把試樣放置在試樣架后，按照試驗要求，分別設定升溫速率，上限溫度，蕞大形變量和試樣厚度等參數，點(diǎn)擊后，系統會(huì )按照設定的參數進(jìn)行等速升溫，會(huì )自動(dòng)計算膨脹系數，Tg,Tf等參數，等試樣變形后，點(diǎn)擊：，系統會(huì )自動(dòng)停止加熱；當試驗已經(jīng)進(jìn)行，需要修改參數，修改完參數后，按曲線(xiàn)刷新，溫度-形變曲線(xiàn)，時(shí)間和溫度曲線(xiàn)會(huì )自動(dòng)按照新的參數重置曲線(xiàn)；

6.4：實(shí)時(shí)狀態(tài)和試驗結果：

實(shí)時(shí)狀態(tài)包括：實(shí)時(shí)溫度，相對位移和位移傳感器的實(shí)時(shí)數據；

試驗結果包括：膨脹系數，Tg和Tf值；

試驗曲線(xiàn)分析：試驗出現曲線(xiàn)后，按鼠標左鍵如下圖框選，即可自動(dòng)計算出：Tg值；

點(diǎn)擊：WORD報告，填寫(xiě)報告參數后，按“生成報告”，按“確定”即可出現WORD報告。

7. 注意事項

7.1 保存說(shuō)明書(shū)以備參考。在使用本儀器之前，仔細閱讀本說(shuō)明書(shū)。

7.2 在Z定的電源條件下使用該儀器，單相電源必須有接地線(xiàn)孔，可靠接地。

7.3 儀器應置于無(wú)強電磁干擾的環(huán)境中使用。不要在不平穩的地方放置該儀器。

7.4 電源線(xiàn)、控制線(xiàn)、信號線(xiàn)應布置整齊，試驗過(guò)程中不應隨意移動(dòng)。

7.5 低溫試驗完成后應關(guān)閉液氮罐，防止液氮揮發(fā)損失。

7.6儀器周?chē)灰胖门赂邷鼗虻蜏氐奈锲?。操作時(shí)應佩戴隔熱性能良好的手套進(jìn)行操作，防止被高溫燙傷或低溫液氮灼傷。

7.7液氮罐內嚴禁人手入內，以免液氮灼傷。

7.8 爐筒、試驗倉、夾具、活塞、電磁閥應保持清潔，每次試驗完成后一定要擦拭干凈。特別是做完低溫試驗后，一定要擦拭去結露或結霜。使用一段時(shí)間后，可用高級清潔劑清潔儀器。

7.9不要隨意打開(kāi)主機及各種儀表，不能隨意拆卸儀器，以免損壞儀器。

7.10儀器使用完畢后應斷開(kāi)總電源。

7.11當儀器出現紊亂時(shí)，應重新開(kāi)啟電源。

8.裝箱單