동적 기계 분석(DMA)은 고체 및 고분자 용융물의 물리적 특성을 측정하고, 모듈러스와 댐핑을 보고하며, 힘, 응력, 변형률, 주파수 및 온도를 측정하도록 프로그래밍할 수 있는 시험 기법이자 관련 분석 장비입니다. DMA는 고체의 유변학으로도 설명되며, 온도 반응과 정보를 결합할 때는 동적 기계 열 분석(DMTA)이라고도 합니다.

이론

DMA 장비는 진동하는 힘(응력)을 가하고 진동하는 시료 반응을 기록합니다. 모듈러스는 탄성 반응으로부터 계산됩니다. 예를 들어, 가해진 진동 응력과 “동위상”인 시료 반응입니다. 댐핑은 점성 반응으로부터 계산됩니다. 예를 들어, 가해진 진동 응력과 “위상차”가 있는 시료 반응입니다.

장비

시료는 두 개의 그립 또는 구속 요소 사이에 고정됩니다. 다음으로, 진동(동적) 힘이 시료에 가해집니다. 이는 회전(일반적으로 앞뒤로) 및 선형(일반적으로 위아래로)으로 움직이는 전기 모터를 사용하여 가해지며, 주파수(진동 속도)와 힘(시료에 가해지는 에너지)을 포함합니다.

결과적인 변형률(변위)은 일반적으로 LVDT 측정을 사용하여 측정되지만, 힘 변환기일 수도 있습니다. 일반적으로 저장 모듈러스와 탄젠트 델타(댐핑) 대 온도를 플로팅합니다.

일반적으로 Tg(“유리 전이”, 일반적으로 비정질 상의 용융)와 베타 전이(모듈러스의 저온 감소)를 계산합니다.

방법

1. 온도 스캔: 시료가 가열됨에 따라 모듈러스와 댐핑이 기록됩니다.
2. 주파수 스캔: 시료가 증가하는 속도로 진동함에 따라 모듈러스와 댐핑이 기록됩니다.
3. 응력 스캔: 시료 응력이 증가함에 따라 모듈러스와 댐핑이 기록됩니다.
4. 변형률 스캔: 시료 변형률이 증가함에 따라 모듈러스와 댐핑이 기록됩니다.
5. 과도 시험(비진동): 크리프-이완 및 응력 회복
6. 다중 스캔: 위 방법들의 조합

시료: 고체 ASTM 시험봉 / 필름 / 섬유, 용융 고분자, 유체.