ABD/GLOBAL: +1-949-461-9292
AVRUPA: +39-011-3052-794
BİZE ULAŞIN

Polimer Üzerinde Dinamik Mekanik Analiz (DMA) Frekans Taraması

DMA FREKANS TARAMASI

NANOINDENTASYON KULLANARAK POLIMER ÜZERINDE

Tarafından hazırlanmıştır

Duanjie Li, PhD

GİRİŞ

DİNAMİK MEKANİK ANALİZ FREKANS TARAMA TESTİNİN ÖNEMİ

Gerilimin değişen frekansı sıklıkla polimerlerin kritik bir mekanik özelliği olan karmaşık modülde değişikliklere yol açar. Örneğin, araçlar yolda giderken lastikler döngüsel olarak yüksek deformasyonlara maruz kalır. Araç daha yüksek hızlara çıktıkça basınç ve deformasyonun sıklığı değişir. Böyle bir değişiklik, otomobilin performansında önemli faktörler olan lastiğin viskoelastik özelliklerinde değişikliğe neden olabilir. Polimerlerin farklı frekanslardaki viskoelastik davranışının güvenilir ve tekrarlanabilir bir testine ihtiyaç vardır. NANOVEA'nın Nano modülü Mekanik Test Cihazı Yüksek hassasiyetli bir piezo aktüatör aracılığıyla sinüzoidal yük oluşturur ve ultra hassas yük hücresi ve kapasitör kullanarak kuvvet ve yer değiştirme gelişimini doğrudan ölçer. Kolay kurulum ve yüksek doğruluğun birleşimi, onu Dinamik Mekanik Analiz frekans taraması için ideal bir araç haline getirir.

Viskoelastik malzemeler deformasyona uğradıklarında hem viskoz hem de elastik özellikler sergilerler. Polimer malzemelerdeki uzun moleküler zincirler, benzersiz viskoelastik özelliklerine, yani hem elastik katıların hem de Newton sıvılarının özelliklerinin bir kombinasyonuna katkıda bulunur. Stres, sıcaklık, frekans ve diğer faktörlerin tümü viskoelastik özelliklerde rol oynar. DMA olarak da bilinen Dinamik Mekanik Analiz, sinüzoidal bir stres uygulayarak ve gerinim değişimini ölçerek malzemenin viskoelastik davranışını ve karmaşık modülünü inceler.

ÖLÇÜM HEDEFI

Bu uygulamada, En Güçlü Mekanik Test Cihazı NANOVEA PB1000'i kullanarak farklı DMA frekanslarında cilalanmış bir lastik numunesinin viskoelastik özelliklerini inceliyoruz. Nanoindentasyon Mod.

NANOVEA

PB1000

TEST KOŞULLARI

FREKANSLAR (Hz):

0.1, 1.5, 10, 20

HER FREKANSTA SÜRÜNME SÜRESI.

50 saniye

SALINIM GERILIMI

0.1 V

YÜKLEME GERILIMI

1 V

girinti tipi

Küresel

Elmas | 100 μm

SONUÇLAR & TARTIŞMA

Maksimum yükte Dinamik Mekanik Analiz frekans taraması, tek bir testte farklı yükleme frekanslarında numunenin viskoelastik özelliklerinin hızlı ve basit bir şekilde ölçülmesini sağlar. Farklı frekanslardaki yük ve yer değiştirme dalgalarının faz kayması ve genlikleri, aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli temel malzeme viskoelastik özelliklerini hesaplamak için kullanılabilir Depolama Modülü, Kayıp Modülü ve Tan (δ) Aşağıdaki grafiklerde özetlendiği gibi. 

Bu çalışmada 1, 5, 10 ve 20 Hz'lik frekanslar saatte yaklaşık 7, 33, 67 ve 134 km'lik hızlara karşılık gelmektedir. Test frekansı 0,1 ila 20 Hz arasında arttıkça, hem Depolama Modülünün hem de Kayıp Modülünün kademeli olarak arttığı gözlemlenebilir. Tan (δ), frekans 0,1'den 1 Hz'e yükseldikçe ~0,27'den 0,18'e düşmekte ve 20 Hz frekansa ulaşıldığında kademeli olarak ~0,55'e yükselmektedir. DMA frekans taraması, polimerlerin camsı geçişinin yanı sıra monomerlerin hareketi ve çapraz bağlanma hakkında bilgi sağlayan Depolama Modülü, Kayıp Modülü ve Tan (δ) eğilimlerinin ölçülmesine olanak tanır. Frekans taraması sırasında bir ısıtma plakası kullanarak sıcaklığı yükselterek, farklı test koşulları altında moleküler hareketin doğasının daha eksiksiz bir resmi elde edilebilir.

YÜK VE DERİNLİĞİN EVRİMİ

TAM DMA FREKANS TARAMASININ

FARKLI FREKANSLARDA YÜK VE DERİNLİK vs ZAMAN

DEPOLAMA MODÜLÜ

FARKLI FREKANSLARDA

KAYIP MODÜLÜ

FARKLI FREKANSLARDA

TAN (δ)

FARKLI FREKANSLARDA

SONUÇ

Bu çalışmada, NANOVEA Mekanik Test Cihazının bir lastik numunesi üzerinde Dinamik Mekanik Analiz frekans tarama testini gerçekleştirme kapasitesini sergiledik. Bu test, lastiğin viskoelastik özelliklerini farklı stres frekanslarında ölçer. Lastik, yükleme frekansı 0,1 ila 20 Hz arasında arttıkça artan depolama ve kayıp modülü gösterir. Farklı hızlarda çalışan lastiğin viskoelastik davranışları hakkında yararlı bilgiler sağlar, bu da daha yumuşak ve daha güvenli sürüşler için lastiklerin performansını iyileştirmede çok önemlidir. DMA frekans tarama testi, lastiğin farklı hava koşullarındaki gerçekçi çalışma ortamını taklit etmek için çeşitli sıcaklıklarda gerçekleştirilebilir.

NANOVEA Mekanik Test Cihazının Nano Modülünde, hızlı piezo ile yük uygulaması, ayrı bir yüksek hassasiyetli gerinim ölçer ile yapılan yük ölçümünden bağımsızdır. Bu, Dinamik Mekanik Analiz sırasında belirgin bir avantaj sağlar, çünkü derinlik ve yük arasındaki faz doğrudan sensörden toplanan verilerden ölçülür. Faz hesaplaması doğrudan yapılır ve elde edilen kayıp ve depolama modülüne yanlışlık katan matematiksel modellemeye ihtiyaç duyulmaz. Bobin tabanlı bir sistem için durum böyle değildir.

Sonuç olarak, DMA temas derinliği, zaman ve frekansın bir fonksiyonu olarak kayıp ve depolama modülünü, kompleks modülü ve Tan'ı (δ) ölçer. İsteğe bağlı ısıtma aşaması, DMA sırasında malzemelerin faz geçiş sıcaklığının belirlenmesini sağlar. NANOVEA Mekanik Test Cihazları, tek bir platformda benzersiz çok fonksiyonlu Nano ve Mikro modüller sağlar. Hem Nano hem de Mikro modüller çizik test cihazı, sertlik test cihazı ve aşınma test cihazı modlarını içerir ve tek bir modülde mevcut olan en geniş ve en kullanıcı dostu test aralığını sağlar.

ŞIMDI, BAŞVURUNUZ HAKKINDA KONUŞALIM