TMA7000热机械分析仪是一种在程序温度下和非震动载荷作用下，测量物质的形变与温度时间等函数关系的技术，主要测量物质的膨胀系数和相转变温度等参数。其工作原理主要基于测量样品的温度变化和由此产生的力学变化。加热系统通常由一个加热炉和一个恒温控制装置组成，样品被放置在加热炉中，加热炉的温度可以通过控制装置进行调节和维持。测量系统则包括力传感器和温度传感器，力传感器用来测量由于温度变化而引起的样品力学变化，而温度传感器则可以感知样品加热或冷却过程中的温度变化。
一、高精度测量能力
微米级位移分辨率：TMA通过高精度位移传感器（如线性可变差动变压器LVDT或激光干涉仪）实现微米级甚至纳米级的位移测量，可捕捉材料在温度变化下的微小形变（如膨胀、收缩、蠕变）。例如，在研究高分子材料的玻璃化转变温度时，TMA能精确检测到材料由玻璃态向高弹态转变时的尺寸突变。
低力值测量精度：配备高灵敏度力传感器（如应变片式或压电式），可测量微牛级（μN）至牛级（N）的力值变化，适用于薄膜、纤维等轻质材料的力学性能分析。例如，在研究纳米复合材料的界面强度时，TMA能准确测量材料在拉伸或压缩过程中的力-位移曲线。
二、宽温域覆盖与快速升降温
超宽温度范围：TMA的温控系统通常覆盖-150℃至1600℃的温域，满足不同材料的测试需求。例如，低温TMA可研究液氮温度下材料的收缩行为，高温TMA则适用于金属、陶瓷等材料的相变分析。
快速升降温速率：部分高dTMA支持高达50℃/min的升降温速率，缩短实验周期并模拟极d热环境。例如，在研究电池材料的热失控行为时，快速升温可模拟电池过热时的剧烈反应。
三、多模式分析功能
多种测试模式：TMA支持膨胀法、压缩法、弯曲法、穿透法等多种测试模式，适应不同材料形态（如块体、薄膜、纤维）的力学性能分析。例如：
膨胀法：测量材料在加热或冷却过程中的线性膨胀系数。
压缩法：研究材料在压缩载荷下的蠕变或应力松弛行为。
弯曲法：分析材料在弯曲载荷下的抗弯强度或柔韧性。
动态力学分析（DMA）联用：部分TMA可与动态力学分析模块联用，实现材料在交变应力下的储能模量、损耗模量等动态力学性能测试，全面评估材料的粘弹性行为。
四、动态响应与实时监测
实时数据采集：TMA在测试过程中实时采集位移、力值、温度等参数，并以曲线或图表形式显示，便于观察材料性能随温度的变化趋势。例如，在研究形状记忆聚合物的相变温度时，TMA可实时显示材料在加热过程中的形变恢复过程。
动态事件捕捉：通过高采样率（如100点/秒）和灵敏的传感器，TMA能捕捉材料在相变、玻璃化转变、熔融等过程中的突变信号，为材料性能分析提供关键数据。例如，在研究高分子材料的结晶行为时，TMA可检测到结晶放热引起的微小尺寸变化。
五、自动化与智能化操作
自动化测试流程：TMA配备自动化样品台和程序控制软件，支持多样品连续测试、自动校准、数据存储等功能，减少人工操作误差并提高实验效率。例如，在研究一批材料的热膨胀系数时，TMA可自动完成所有样品的测试并生成报告。
智能数据分析：部分TMA软件内置材料性能分析模型（如WLF方程、Arrhenius方程），可自动计算材料的玻璃化转变温度、膨胀系数等参数，并生成专业报告。例如，在研究复合材料的热稳定性时，软件可自动拟合热膨胀曲线并计算热膨胀系数。
六、模块化设计与扩展性
模块化结构：TMA采用模块化设计，用户可根据测试需求选择不同的传感器、夹具或温控模块，实现一机多用。例如，通过更换高温炉体，TMA可从常规温度测试扩展至高温相变分析。
开放接口与兼容性：TMA支持与热重分析仪（TGA）、差示扫描量热仪（DSC）等设备联用，实现多参数同步分析。例如，TGA-TMA联用可同时研究材料的热分解行为与尺寸变化。
