Thermomechanisches Analyselabor (TMA)
Sie möchten als Industrieunternehmen eine TMA-Analyse Ihrer Materialien durchführen lassen?
Was ist eine TMA-Analyse?
Die thermomechanische Analyse, auch TMA-Analyse oder ATM für Thermomechanical Analysis genannt, ist eine Technik der thermischen Analyse, die dazu dient, die Veränderungen der physikalischen Eigenschaften eines Materials in Abhängigkeit von der Temperatur (oder manchmal der Zeit) unter konstanter mechanischer Belastung zu messen.
Die Geräte der ATM zeichnen kontinuierlich die Verformung einer Substanz unter fester Last auf, während sie einem kontrollierten Temperaturprogramm ausgesetzt wird.
So können mögliche Phasenübergänge einer Substanz erkannt werden. Amorphe Kunststoffe beispielsweise weisen in der Regel mehrere Übergänge auf.
Diese Methode der Materialcharakterisierung liefert wertvolle Informationen über das Verhalten von Materialien bei Temperaturänderungen, wie etwa thermische Ausdehnung, Schrumpfung, Glasübergang, Verformung unter Last und Kriechen.
Welche Parameter lassen sich mit TMA analysieren?
Die aus der TMA-Analyse gewonnenen Informationen tragen zum Prozess der Materialentwicklung, zur Forschung und Entwicklung von Produkten sowie zur Qualitätskontrolle für verschiedene Materialien bei, darunter Kunststoffe, Polymere, Keramiken, Metalle und Verbundwerkstoffe.
So ermöglicht die TMA die Bestimmung der folgenden Eigenschaften:
- der Wärmeausdehnungskoeffizient
- der Glasübergang
- die Schmelz- und Kristallisationstemperatur
- der thermische Abbau
- die mechanischen Eigenschaften
So ist es beispielsweise entscheidend, den Wärmeausdehnungskoeffizienten eines Materials zu kennen, wenn Materialien Temperaturänderungen ausgesetzt sind, um die Maßhaltigkeit und die Leistung des Endprodukts sicherzustellen.
Die TMA hat den Vorteil, eine vielseitige Analysetechnik zu sein, mit der sich die thermischen und mechanischen Eigenschaften von Materialien untersuchen lassen
Warum eine TMA-Analyse im Labor durchführen?
Die thermomechanische Analyse (TMA) im Labor ist entscheidend, um das Verhalten von Materialien unter dem Einfluss von Temperaturänderungen und mechanischer Kraft zu verstehen. Diese Technik wird in zahlreichen Branchen eingesetzt, um spezifische Fragestellungen zu lösen.
So ermöglicht beispielsweise in der Luft- und Raumfahrtindustrie die TMA-Analyse die Auswahl der am besten geeigneten Verbundwerkstoffe für Flugzeugstrukturen, die extremen Temperaturschwankungen und hohen mechanischen Belastungen während des Fluges standhalten können.
In der Polymer- und Kunststoffindustrie hilft sie dabei, den Erweichungspunkt von Materialien zu bestimmen, was für die Herstellung von Bauteilen mit präzisen thermischen Toleranzen entscheidend ist.
Auch die Automobilindustrie nutzt TMA, um die thermische Ausdehnung der in Motoren und Bremssystemen verwendeten Materialien zu testen und so ihre Zuverlässigkeit und Sicherheit unter unterschiedlichen Betriebsbedingungen zu gewährleisten.
Zusammenfassend bietet die TMA-Analyse ein detailliertes Verständnis der Materialeigenschaften und ermöglicht so Innovationen und Produktverbesserungen in einer Vielzahl industrieller Branchen.
Das Labor FILAB unterstützt Sie bei der TMA-Analyse Ihrer Materialien
Mit unseren drei Leistungsstufen – Analyse, Expertise und R&D-Begleitung – FILAB unterstützt Unternehmen aller Branchen bei ihren Anforderungen an TMA-Analysen.
FILAB stellt seinen Kunden das Know-how und die Erfahrung seines Teams sowie einen Analytikpark mit modernster thermischer Analysetechnik zur Verfügung.
Unsere hochmodernen technischen Mittel für die TMA-Analyse
Mit hochsensiblen Geräten, die dimensionsbedingte Veränderungen im Nanometerbereich messen, Temperaturen für komplexe Heiz- und Kühlprofile steuern und unterschiedliche mechanische Lasten aufbringen können, bietet unser Analytikpark eine detaillierte TMA-Analyse der Materialeigenschaften unter verschiedenen Bedingungen.
Während einer TMA-Analyse wird eine kleine Materialprobe einem kontrollierten Temperaturprogramm unterzogen, bei dem sie erhitzt, gekühlt oder auf einer konstanten Temperatur gehalten wird, während eine mechanische Kraft durch einen Eindringkörper oder Sensor ausgeübt wird. Die Reaktionen des Materials, wie die Dimensionsänderung (Ausdehnung oder Schrumpfung) oder das Verhalten beim Glasübergang (abrupte Änderung der Dimension oder der mechanischen Eigenschaft), werden anschließend aufgezeichnet. Diese Daten liefern entscheidende Hinweise auf die thermischen, mechanischen und physikalischen Eigenschaften des untersuchten Materials.
Unsere Leistungen im Bereich der thermischen Analyse
Die thermomechanische Analyse (TMA-Analyse) ist eine vielseitige Analysetechnik zur Charakterisierung der mechanischen Eigenschaften von Materialien. Sie ermöglicht unter anderem die Materialcharakterisierung, die Identifizierung von Phasenübergängen, die Bestimmung des Wärmeausdehnungskoeffizienten sowie die Untersuchung der thermischen Stabilität. Sie kann auch im Rahmen der Qualitätskontrolle nützlich sein, um sicherzustellen, dass die verwendeten Materialien den Spezifikationen und Qualitätsnormen entsprechen.
Die Thermomechanische Analyse (TMA) kann zur Analyse zahlreicher Materialien eingesetzt werden:
- Polymere wie Kunststoffe, Elastomere und Duroplaste, um ihre thermischen Eigenschaften, Phasenübergänge und mechanisches Verhalten zu untersuchen.
- Metalle: zur Untersuchung ihres Verhaltens unter Wärmeeinwirkung und insbesondere ihrer thermischen Ausdehnung sowie von Phasenübergängen wie dem Schmelzen
- Keramiken, um ihre Charakterisierung durchzuführen
- Verbundwerkstoffe, um zu verstehen, wie ihre Bestandteile thermisch und mechanisch miteinander interagieren.
- Gläser, um ihre Glasübergangspunkte und ihr Verhalten unter Wärmeeinwirkung zu bestimmen.
- Pharmazeutische Produkte, um die thermischen Eigenschaften von Arzneimitteln und Hilfsstoffen zu untersuchen.
Der Hauptunterschied zwischen der DMA-Analyse und der TMA-Analyse (thermomechanische Analyse) besteht darin, dass erstere die mechanischen Eigenschaften misst, während letztere die thermische Ausdehnung misst. Beide Techniken erfordern, dass eine Probe einer äußeren Kraft ausgesetzt wird, wodurch verschiedene Eigenschaften wie Steifigkeit und Dämpfungsvermögen gemessen werden können. Bei der thermomechanischen Analyse wird die Probe jedoch einer Temperaturerhöhung statt einer aufgebrachten Kraft ausgesetzt. Mit der TMA-Analyse kann die thermische Ausdehnung eines Materials gemessen werden, was zur Bewertung seines Gesamtverhaltens unter unterschiedlichen Umgebungsbedingungen genutzt werden kann.
