TMA 열팽창계수 측정기
모델 템이스 TMA 열팽창계수 측정기(=열물성 열기계 분석기)는 2,400 ℃ 까지 시험환경 조성이 가능하고, 고도로 모듈화된 디자인으로, TGA DSC 가스분석등 다양한 측정 기능과 장치를 선택교체 가능 합니다.
TMA 열팽창계수 측정기(=열물성 열기계 분석기) 란 ?
- TMA 열팽창계수 측정기(=열물성 열기계 분석기)는 금속,복합재료 등의 온도 변화에 따른 길이를 측정하는 분석기로, 딜라토미터라고 불리는 열팽창계수 측정기와 유사 하나, 더 다양한 측정분석을 할 수 있습니다.
- 딜라토미터는 하중이 거의 0에서 측정되고,
- TMA는 일정하게 하중이 적용되는 상태에서 측정 합니다.
- 측정 요소는 EXPANSION(열팽창)/ Densification(열 치밀화)/ 압축/ 인장/ Bending(굽힘) / 견인/ 관통 등 다양 합니다.
DMA vs TMA vs Dilatomer 의 차이점 설명
DMA (동적 열기계 분석기) :
- 시료에 사인파 형태의 미세 진동 하중(응력)을 적용하고, 응답(변형)을 측정하여 저장탄성률(E′)· 손실탄성률(E″) · 점탄성 등을 계산. 물성을 온도나 주파수의 함수로 정량화합니다. 즉, 시료가 고체처럼 탄성적으로 거동하는가, 또는 점성적으로 에너지를 손실하는가를 온도·시간·주파수 조건에 따라 분석하는 분석기 입니다. 점성적 에너지 손실이란 시료가 진동하중을 받을 때 내부 마찰로 인해 에너지가 열로 소모되는 정도를 측정하여, 재료의 점성적(액체 처럼 흐르는) 특성을 파악합니다.
- 측정 소재 : 주로 고분자, 고무, 수지, 폴리머, 접착재, 복합재
- 측정 요소 : 점탄성 수치 정확히 분석 (E′, E″, tan δ), 유리전이온도(Tg)
- 측정 온도: –150 °C ~ +600 °C (모델·옵션에 따라)
TMA (정적 열기계 분석기) :
- 일정 하중을 혹은 변위를 적용하고 온도 변화에 따른 길이 변화를 측정하고, 변형 팽창 수축을 주로 실험 합니다. 인장 압축 침투 굽힘 견인 시험을 할 수 있습니다.
- 측정 소재 : 고분자, 플라스틱,탄성체,복합소재/ 금속,합금/세라믹,유리,분말 소결체/다중재료 시스템 등 다양.
- 측정 요소: 열팽창계수, 연화점, 유리전이, 수축. 정성적 점탄성 거동 관찰 → 변형·크리프 형태로 확인 가능
- 측정 온도: 최대 1,600°C 혹은 1,750 °C 혹은 최대 2,400°C
Dilatometer (열팽창 계수 전용 측정기) :
- 온도변화만 적용하여 자유 팽창을 측정. (열팽창 반응). 시료를 자유 상태로 가열·냉각하며 길이 변화를 더욱 정밀 측정 합니다.
- 측정 소재 : 폴리머, 플라스틱, 금속의 열팽창율, 상전이시 부피 변화, 소결 거동
- 측정 요소: 시료의 길이 변화, 열팽창계수
- 측정 온도: 최대 1,000°C 혹은 최대 1,600°C (폴리머 측정 저온형 −150 °C ~ 500 °C)
TMA로 측정 가능한 주요 물성은 ?
1. 열팽창계수 (CTE) :
→ 온도 변화에 따른 선형 팽창량 측정
2. 유리전이온도 (Tg) :
→ 폴리머의 경직 → 유동으로의 전이 구간 확인
3. 연화점 (Softening Point) :
→ 비규칙 결정구조인 비정질 재료(유리, 비정질 실리콘, 비정질 금속) 등의 가열 시 변형을 시작하는 온도
4. 크리프 및 응력완화 (Creep & Stress Relaxation) :
→ 일정 온도 · 하중 적용 조건에서의 변형 시간 의존성 (=같은 힘을 계속 주었을 때 시료가 시간이 지나며 서서히 더 변형되는 현상)
5. 소결(Sintering) 및 수축 거동 :
→ 세라믹, 금속 분말 등의 열처리 중 길이 변화
6. 점탄성(Viscoelasticity) :
→재료가 *탄성(고무처럼 되돌아오는 성질)과 *점성(흐르거나 늘어나는 성질)**을 둘 다 가지고 있는 정도”를 온도나 시간에 따라 알아보는 것입니다. 점탄성 수치를 정확히 측정 하고자 할 경우 DMA를 선택해야 합니다.
측정 방법 설명 :
1. 일정 하중 → 시간 관찰 (크리프 시험) : 일정한 힘을 계속 적용하고 변형이 시간에 따라 얼마나 늘어나는지 측정. 점성 부분이 크면 시간이 지나도 계속 늘어남.
2. 일정 변형 → 응력 감소 관찰 (응력완화 시험) : 변형을 일정하게 유지하면, 응력이 시간이 지나며 줄어듦. 점성 부분이 크면 응력이 빨리 줄어듦. 고체적(탄성적) 특성이 클수록 응력변화는 작고 일정하게 유지 됨.
3. 온도 변화에 따른 변형 측정 (Tg 관찰) : 온도를 올리며 변형률 변화를 보면, 고체 → 점탄성 → 유동(=액체처럼 흘러버리는 상태)로 변함. 유리전이온도(Tg) 근처에서 점탄성 특성이 나타남.
쉽게 비유하면은.
단단한 고무줄은 하중을 빼면 바로 원래 길이로 돌아감 → 탄성 우세
따뜻한 플라스틱은 하중을 빼도 천천히 돌아오거나 그대로 늘어남 → 점탄성 거동
TMA는 이 **시간이나 온도에 따른 변형 곡선”**을 관찰해서 점탄성이 강한지, 약한지를 알 수 있습니다.
아래 이미지, 모델 THEMYS(템이스)의 TMA 열물성 열기계 측정기는
- TGA, DSC, DTA, TG+DSC, TG+DTA, 3D DSC 등 다양한 측정센서를 선택 교체 사용 가능 하고,
- FTIR, MS, GC 등의 가스분석기도 연결하여 분석 가능 합니다.
위 이미지, 모델 템이스 TMA의 TGA DSC DTA TG+DSC TG+DTA 측정시 일반 상태 열분석기 이미지 입니다 (스위스 프랑스 세타람 사 제조 공급)
아래 이미지는, TMA 시험 모듈로 교체한 장치 이미지 입니다.
위 이미지는, 모델 템이스를 TMA 시험 모듈로 교체 한 이미지 입니다
(스위스, KEP 그룹 세타람 브랜드, 제조 공급)
위 동영상은 세타람사 모델 템이스 TMA 열팽창계수 측정기(=열기계 열물성 분석기)에 대한 간단한 소개 동영상 입니다. KEP Technologies 그룹/ 스위스 세타람사 한국대리점은 한미산업 입니다.
연구설계 세타람 사 스위스 제네바 근교 소재–>웹사이트
제조 세타람 사 프랑스 리옹 (제네바 서쪽 1.5시간 거리)
최종출하 세타람 사 프랑스
모델명 THEMYS TMA
한국대리점 한미산업
TMA 열팽창계수 측정기(=열물성 열기계 분석기) ;
모델 THEMYS TMA(=템이스 TMA) 의 사양
1. 최대 2,400 ℃ 선택 : (모듈형 장치 교체형)
- 초고온 측정 능력
- 한개의 Graphite(흑연) Furnace를 사용하여. 퍼니스 교체 없이 저온 고온 정밀제어 및 다양한 측정센서 적용 가능할 뿐 아니라, 불활성 반응성 습도 진공 등 다양한 분위기 제어 가능 합니다.
- 측정 ; TGA, DSC, DTA, TMA
2. 최대 1,600℃ 1,750℃ 선택 : (모듈형 장치 교체형)
- 측정 : DSC, TG_DSC, 3D Cp Rod(정밀 DSC)
3. 수직형 TMA 모듈 :
- 이 모듈은 낮은 하중을 가할 수 있기 때문에 시료의 손상을 최소화(보존) 합니다.
- 이 모듈은 전자기 서스펜션 시스템과 LVDT(선형 변위 변환기) 프로브를 포함하고 있습니다.
전자기 서스펜션 시스템 (Electromagnetic Suspension System) ;
원리 : 시료에 가해지는 하중(load)을 전자기 코일로 부드럽게 제어합니다. 기계적 스프링이나 레버 대신 전자기력으로 프로브를 부유(suspend)시키며, 코일 전류를 조절하여 하중을 정밀하게 유지합니다. 비접촉식(non-contact) 서스펜션이기 때문에, 마찰이나 기계 간섭이 거의 없습니다.
4. 다양한 측정 환경 가스 분위기 제어 옵션 :
- 스마트 소프트웨어 제어를 통한 다양한 가스 주입 흐름 옵션
- 시험 또는 시료 전처리 과정 중에 가스 종류, 유량(flowrate), 혼합비(blend ratio) 를 순차적으로 변경 가능
- 진공(Vacuum) 상태에서의 작동 또는 전처리 옵션 제공
- 부식성 가스(Corrosive gases) 사용 시, 시료의 반응성을 평가하면서 열분석 장치를 보호하기 위한 부속 장치 제공
- PureGas option => 1 carrier gas flow among 3 connected, 1 Mass Flow Controller (MFC)
- GasBlend option =>carrier gas flow among 3 connected + 1 auxiliary gas flow, 2 MFC
- MultiGasBlend option => carrier gas flow among 3 connected + 1 pure OR blended auxiliary gas from up to 3 of the 5 connected ones, 4 MFC
4. 고정밀 TGA 옵션 :
- Vertical Hang Down 형 (=Thermal Drift 최소화)
- Symmetrical Beam Balance (=좌우 대칭 균형형, 무게중심 안정구조, 열팽창 영향 좌우 동일)
5. 정밀한 민감도의 Tri-Coupled DTA Technology :
- 일반 DTA센서와 달리, DSC와 유사한 측정 기능으로 1,600℃ 이상 고온 측정 센서
6. 온도 제어는 :
- 다양한 온도 범위 요구에 대응할 수 있도록 고감도 열전대(high-sensitivity thermocouples) 를 선택하여 사용할 수 있으며,
- 새롭게 개선된 “Twist and Lock” 방식의 손쉬운 연결 시스템으로 보다 간편하고 안전하게 센서를 교체·설치할 수 있습니다. 나사로 조여서 고정할 필요 없이, 센서를 꽂은 뒤 손으로 ‘톡 돌리면’ 바로 잠기는 구조
6. 외부 가스분석기와 연결 가능 ; FTIR, MS, GC_MS, MS_FTIR, FTIR_GCMS 등의 가스 분석기와 연결하여 정량 정성분석기능을 확장할 수 있습니다.
7. 소프트웨어 ; Calisto(칼리스토)라는 유명 열분석기 전문 소프트웨어 공급. 칼리스토 운영 분석 소프트웨어에는 옵션에 따라, 고객이 요청한 100개 이상의 기능이 있고, 열분석 분야에서 가장 강력하고 유연하며 직관적인 소프트웨어와 데이터 처리 분석 시스템 입니다.
TMA 상세 사양 ;
• Measuring ranges ± 2 mm
• Small-range resolution 0.2 nm
• Automatic or sequence-programmable tare ± 2 mm
• Electromagnetic support force +150 g / -20 g
• Additional mechanical support force + 200 g
• Maximum size of the sample : 높이 20 mm (직경 Ø 10 mm)
• Ambient operating temperature 5°C to 35°C may change the working range
• Acoustic noise (dB(A)) < 80
• Relative humidity 10% – 60%
TMA : Probes and sample holders (센서와 홀더의 소재)
made of silica, alumina or graphite ;
아래는 측정분석 요소 ;
• Compression (압축시험)
• Penetration (침투 관통 시험)
• Bending (굽힘 시험)
• Traction (견인 시험)
• Volume expansion (부피 팽창 시험)
모델 템이스 TMA는 고도로 모듈화된 설계로, 아래 다양한 측정과 가혹한 측정 환경을 조성 가능 합니다.
단면도를 아래 보실 수 있습니다.
세타람의 다양한 열분석기 => 한미산업 웹사이트
한미산업
1999년 개업 이후, 지난 30여년간
- 미.일.유럽 소재, Tribology(마찰/마모/윤활/CMP 연마), 스크래치, 고온 경도계, 베어링 시험기, 관련 유명 제조공급사인 BRUKER, PHOENIX Tribology, TABER, SHINTO Heidon, INNOWEP, AMTEC, TRICO사.
- 열분석기 관련 스위스 KEP 그룹의 SETARAM SETSAFE SETSMARMT, 일본 ENEOS MATERIALS사의 수지 열경화 시험기 등
최첨단 장비들을 국내에 소개 및 판매 기술 지원하여 왔으며, 또한 이기술을 바탕으로 일부 품목 제조를 통하여 국산화에도 노력하여 왔습니다. 앞으로도 더욱 노력하여 국내 기술 발전에 이바지 하도록 하겠습니다.
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