Laboratoire d'analyse thermomécanique (TMA)
En tant qu'industriel vous souhaitez réaliser une analyse par TMA de vos matériaux ?
Qu'est-ce que l'analyse par TMA ?
L’analyse thermomécanique, aussi appelée analyse TMA, ou encore ATM pour thermomechanical Analysis, est une technique d’analyse thermique utilisée pour mesurer les changements de propriétés physiques d’un matériau en fonction de la température (ou parfois du temps) sous une charge mécanique constante.
Les appareils d’ATM enregistrent en continu la déformation d’une substance, sous charge fixe, pendant qu’elle est soumise à un programme de température contrôlé.
Les transitions de phase éventuelles d’une substance peuvent ainsi être détectées. Les plastiques amorphes, par exemple, ont généralement plusieurs transitions.
Cette méthode de caractérisation de matériaux permet d’obtenir des informations précieuses sur le comportement des matériaux lorsqu’ils sont soumis à des variations de température, telles que la dilatation thermique, la contraction, la transition vitreuse, la déformation sous charge, et le fluage.
Quels paramètres analysés grâce à la TMA ?
Les informations obtenues à partir de l’analyse TMA participent au processus de conception de matériaux, la recherche et le développement de produits, ainsi que pour le contrôle qualité pour divers matériaux incluant les plastiques, les polymères, les céramiques, les métaux, et les composites.
Ainsi, la TMA permet de déterminer les propriétés suivantes :
- le coefficient de dilatation thermique
- la transition vitreuse
- la température de fusion et de cristallisation
- la décomposition thermique
- les propriétés mécaniques
Par exemple, connaître le coefficient de dilatation thermique d’un matériau est essentiel pour des applications où les matériaux seront exposés à des changements de température, afin d’assurer la compatibilité dimensionnelle et la performance du produit final.
La TMA a l’avantage d’être une technique d’analyse polyvalente permettant d’explorer les propriétés thermiques et mécaniques des matériaux
Pourquoi faire une analyse TMA en laboratoire ?
L’analyse Thermomécanique (TMA) en laboratoire est essentielle pour comprendre le comportement des matériaux sous l’effet de variations de température et de force mécanique. Cette technique est largement utilisée dans diverses industries pour résoudre des problématiques spécifiques.
Par exemple, dans l’industrie aérospatiale, l’analyse TMA permet de sélectionner les matériaux composites les plus adaptés pour les structures d’avions, capables de résister à des variations de températures extrêmes et à des contraintes mécaniques importantes durant le vol.
Dans l’industrie des polymères et des plastiques, elle aide à déterminer le point de ramollissement des matériaux, crucial pour la fabrication de composants ayant des tolérances thermiques précises.
L’industrie automobile utilise également la TMA pour tester la dilatation thermique des matériaux utilisés dans les moteurs et les systèmes de freinage, garantissant ainsi leur fiabilité et leur sécurité dans des conditions de fonctionnement variées.
En somme, l’analyse TMA offre une compréhension détaillée des propriétés des matériaux, permettant ainsi l’innovation et l’amélioration de produits dans une multitude de secteurs industriels.
Le laboratoire FILAB vous accompagne dans l'analyse TMA de vos matériaux
Au travers de nos trois niveaux de prestations : l’analyse, l’expertise et l’accompagnement R&D, FILAB accompagne les entreprises de tous secteurs dans leurs besoins d’analyses par TMA.
En effet, FILAB met à la disposition de ses clients le savoir-faire et l’expérience de son équipe, ainsi qu’un parc analytique équipé d’un matériel d’analyse thermique de pointe.
Nos moyens techniques de pointe pour l'analyse tma
Avec des appareils à haute sensibilité capables de mesurer des variations dimensionnelles au nanomètre, de contrôler la température pour des profils de chauffage et de refroidissement complexes, et d’appliquer différentes charges mécaniques, notre parc analytique offre une analyse TMA détaillée des propriétés des matériaux sous diverses conditions.
Durant une analyse TMA, un petit échantillon de matériau est soumis à un programme de température contrôlée où il est chauffé, refroidi, ou maintenu à une température constante, tandis qu’une force mécanique est appliquée par un pénétrateur ou un capteur. Les réponses du matériau, comme le changement de dimension (dilatation ou contraction) ou le comportement à la transition vitreuse (changement abrupt de dimension ou de propriété mécanique), sont ensuite enregistrées. Ces données fournissent des indices critiques sur les propriétés thermiques, mécaniques et physiques du matériau étudié.
Nos prestations d’analyse thermique
L'analyse thermomécanique (analyse TMA) est une technique d'analyse polyvalente pour caractériser les propriétés mécaniques des matériaux. Elle permet en autre la caractérisation de matériaux, l'identification des transitions de phases, la détermination du coefficient de dilatation thermique, l'étude de stabilité thermique. Elle peut également être utile lors d'un contrôle de la qualité pour s'assurer de la conformité des matériaux utilisés aux spécifications et normes de qualité.
La technique de d'Analyse Thermomécanique (TMA) peut être utilisée pour analyser de nombreux matériaux :
- Les polymères, tels que les plastiques, les élastomères et les thermodurcissables afin d'étudier leurs propriétés thermiques, les transitions de phase et le comportement mécanique.
- Les métaux : pour étudier leur comportement sous l'effet de la chaleur et plus particulièrement leur expansion thermique et les transitions de phase telles que la fusion
- Les céramiques, pour réaliser leur caractérisation
- Les matériaux composites afin de comprendre comment leurs composants interagissent thermiquement et mécaniquement.
- Les verres afin de déterminer leurs points de transition vitreuse et leur comportement sous l'effet de la chaleur.
- Les produits pharmaceutiques pour étudier les propriétés thermiques des médicaments et des excipients.
La principale différence entre l'analyse DMA et l'analyse TMA (analyse thermo-mécanique) est que la première mesure les propriétés mécaniques tandis que la seconde mesure l'expansion thermique. Les deux techniques exigent qu'un échantillon soit soumis à une force externe, ce qui permet de mesurer diverses propriétés telles que la rigidité et la capacité d'amortissement. Cependant, avec l'analyse thermomécanique, l'échantillon est soumis à une augmentation de température au lieu d'une force appliquée. L'analyse TMA peut mesurer la dilatation thermique d'un matériau, ce qui peut être utilisé pour évaluer son comportement global dans différentes conditions environnementales.
