TMA7000熱機械分析儀是一種在程序溫度下和非震動載荷作用下，測量物質的形變與溫度時間等函數關系的技術，主要測量物質的膨脹系數和相轉變溫度等參數。其工作原理主要基于測量樣品的溫度變化和由此產生的力學變化。加熱系統通常由一個加熱爐和一個恒溫控制裝置組成，樣品被放置在加熱爐中，加熱爐的溫度可以通過控制裝置進行調節和維持。測量系統則包括力傳感器和溫度傳感器，力傳感器用來測量由于溫度變化而引起的樣品力學變化，而溫度傳感器則可以感知樣品加熱或冷卻過程中的溫度變化。
一、高精度測量能力
微米級位移分辨率：TMA通過高精度位移傳感器（如線性可變差動變壓器LVDT或激光干涉儀）實現微米級甚至納米級的位移測量，可捕捉材料在溫度變化下的微小形變（如膨脹、收縮、蠕變）。例如，在研究高分子材料的玻璃化轉變溫度時，TMA能精確檢測到材料由玻璃態向高彈態轉變時的尺寸突變。
低力值測量精度：配備高靈敏度力傳感器（如應變片式或壓電式），可測量微牛級（μN）至牛級（N）的力值變化，適用于薄膜、纖維等輕質材料的力學性能分析。例如，在研究納米復合材料的界面強度時，TMA能準確測量材料在拉伸或壓縮過程中的力-位移曲線。
二、寬溫域覆蓋與快速升降溫
超寬溫度范圍：TMA的溫控系統通常覆蓋-150℃至1600℃的溫域，滿足不同材料的測試需求。例如，低溫TMA可研究液氮溫度下材料的收縮行為，高溫TMA則適用于金屬、陶瓷等材料的相變分析。
快速升降溫速率：部分高dTMA支持高達50℃/min的升降溫速率，縮短實驗周期并模擬極d熱環境。例如，在研究電池材料的熱失控行為時，快速升溫可模擬電池過熱時的劇烈反應。
三、多模式分析功能
多種測試模式：TMA支持膨脹法、壓縮法、彎曲法、穿透法等多種測試模式，適應不同材料形態（如塊體、薄膜、纖維）的力學性能分析。例如：
膨脹法：測量材料在加熱或冷卻過程中的線性膨脹系數。
壓縮法：研究材料在壓縮載荷下的蠕變或應力松弛行為。
彎曲法：分析材料在彎曲載荷下的抗彎強度或柔韌性。
動態力學分析（DMA）聯用：部分TMA可與動態力學分析模塊聯用，實現材料在交變應力下的儲能模量、損耗模量等動態力學性能測試，全面評估材料的粘彈性行為。
四、動態響應與實時監測
實時數據采集：TMA在測試過程中實時采集位移、力值、溫度等參數，并以曲線或圖表形式顯示，便于觀察材料性能隨溫度的變化趨勢。例如，在研究形狀記憶聚合物的相變溫度時，TMA可實時顯示材料在加熱過程中的形變恢復過程。
動態事件捕捉：通過高采樣率（如100點/秒）和靈敏的傳感器，TMA能捕捉材料在相變、玻璃化轉變、熔融等過程中的突變信號，為材料性能分析提供關鍵數據。例如，在研究高分子材料的結晶行為時，TMA可檢測到結晶放熱引起的微小尺寸變化。
五、自動化與智能化操作
自動化測試流程：TMA配備自動化樣品臺和程序控制軟件，支持多樣品連續測試、自動校準、數據存儲等功能，減少人工操作誤差并提高實驗效率。例如，在研究一批材料的熱膨脹系數時，TMA可自動完成所有樣品的測試并生成報告。
智能數據分析：部分TMA軟件內置材料性能分析模型（如WLF方程、Arrhenius方程），可自動計算材料的玻璃化轉變溫度、膨脹系數等參數，并生成專業報告。例如，在研究復合材料的熱穩定性時，軟件可自動擬合熱膨脹曲線并計算熱膨脹系數。
六、模塊化設計與擴展性
模塊化結構：TMA采用模塊化設計，用戶可根據測試需求選擇不同的傳感器、夾具或溫控模塊，實現一機多用。例如，通過更換高溫爐體，TMA可從常規溫度測試擴展至高溫相變分析。
開放接口與兼容性：TMA支持與熱重分析儀（TGA）、差示掃描量熱儀（DSC）等設備聯用，實現多參數同步分析。例如，TGA-TMA聯用可同時研究材料的熱分解行為與尺寸變化。
