1. 用途概述

XWJ-500B型熱機(jī)分析儀是由系統(tǒng)機(jī)控制，使試樣在爐體內(nèi)以一定的加熱（制冷）速率加熱（制冷）試樣，使試樣在恒定的較小的負(fù)荷下隨溫度升高（降低）發(fā)生形變，測(cè)量試樣溫度—形變曲線并通過分析該試樣的溫度—形變曲線，研究高分子材料力學(xué)性能的儀器。它能夠測(cè)定材料在等速升溫條件下的溫度、變形曲線，從而確定材料的玻璃化溫度Tg和流動(dòng)溫度Tf。它能測(cè)量各種材料的熱膨脹系數(shù)，從而確定這些材料的變T點(diǎn)，燒結(jié)過程、收縮率、熱膨脹等特性。可廣泛應(yīng)用于高分子及其合成材料、藥物、陶瓷等材料的科研和生產(chǎn)中。

該儀器符合國家標(biāo)準(zhǔn)適合標(biāo)準(zhǔn)： GB11998-89 《塑料玻璃化溫度測(cè)定方法熱機(jī)械分析法》, GB/T6800.2-2018/ISO11359-2:1999《塑料 熱機(jī)械分析法TMA》

2.工作原理

聚合物試樣隨溫度上升，從玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)，從高彈態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱鲃?dòng)態(tài)。試樣的高彈態(tài)和流動(dòng)態(tài)是可以通過形變過程而確定的。所以該機(jī)的工作原理就是通過鉑電阻Pt100感溫元件測(cè)量爐內(nèi)的溫度，由溫控單元進(jìn)行PID運(yùn)算，控制加熱部件或制冷單元，達(dá)到等速升溫的目的。形變由數(shù)顯百分表顯示并輸出位移信號(hào)上傳至PC機(jī)，PC機(jī)繪制溫度-變形曲線。蕞后通過在溫度-變形曲線上找到拐點(diǎn)得到Tg和Tf值。

對(duì)應(yīng)于拉伸、針入等不同的實(shí)驗(yàn)形式，將高分子材料制成標(biāo)準(zhǔn)尺寸的試樣，放入對(duì)應(yīng)的試樣安裝架中，一同裝入控溫爐。通過電加熱器或液氮流、高精度控溫傳感器、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成控溫系統(tǒng)，控制保溫爐的溫度及升、降溫速率，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)試樣的溫度。通過加載桿、砝碼對(duì)試樣施加恒定的試驗(yàn)力。通過數(shù)顯千分表實(shí)時(shí)測(cè)定試樣的形變量。具有一機(jī)多用，靈活方便的特點(diǎn)。

2. 技術(shù)指標(biāo)

3.1 實(shí)驗(yàn)艙溫度

3.1.1 實(shí)驗(yàn)艙溫度范圍：室溫～500℃

3.1.2 實(shí)驗(yàn)艙溫度控制范圍：室溫～500℃

3.1.3 溫度準(zhǔn)確度：±0.5℃

3.1.4 升溫速率：0.5℃/ min～5℃/ min

3.1.5 控溫元件：Pt100

3.1.6 爐腔測(cè)溫單元：熱電偶T

3.1.7 溫度分辨率：0.1℃

3.2 試樣變形位移測(cè)量

3.2.1位移有效測(cè)量范圍：5mm

3.2.2 位移測(cè)量分辨率：0.001mm

3.2.3 位移測(cè)量準(zhǔn)確度：±0.005mm

3.2.4 數(shù)字千分表顯示，RS232串口數(shù)據(jù)輸出

3.3 載荷部分

3.3.1 加載桿質(zhì)量：260g

3.3.2 砝碼：300g、500g、1000g、1500g

3.4 時(shí)間顯示

內(nèi)部時(shí)鐘自動(dòng)計(jì)算，時(shí)間誤差：±1s/h

3.5 加熱部分

采用固態(tài)繼電器控制的電阻絲加熱

3.5.1 加熱電壓：AC220V，50Hz

3.5.1 加熱功率：850W

3.6 試驗(yàn)方式

拉伸，彎曲，壓縮，針入

3.6.1 拉伸試樣：

3.6.1.1 蕞大夾持厚度：<3 mm

3.6.2 彎曲試樣：

3.6.2.1 彎曲壓頭半徑：R3.0±0.10 mm

3.6.2.2 彎曲支點(diǎn)半徑：R3.0±0.10 mm

3.6.2.3彎曲支座間距：15.0 mm

3.6.3 壓縮試驗(yàn)：

3.6.3.1 壓頭面積：12.56mm2

3.6.3.2 壓頭直徑：Φ4.0±0.05 mm

3.6.4 針入試驗(yàn)

3.6.4.1 針頭面積：1.00 mm2

3.6.4.2 針頭直徑：Φ1.13±0.05 mm

3.6.5 膨脹試驗(yàn)

3.7 總電源功率：1000W

3.8 電 源：220V±10%，50Hz

3.9 儀器外型尺寸：350mm×300 mm×600 mm

3.10 儀器重量：約 10kg

3. 儀器結(jié)構(gòu)（見附頁）

儀器由試驗(yàn)主機(jī)，溫控單元，加熱爐及計(jì)算機(jī)組成

試驗(yàn)主機(jī)部分：升降單元，試樣架組成；

溫控單元：是包括溫控表，升降單元的控制系統(tǒng)組成；

加熱爐：是通過控制單元控制實(shí)現(xiàn)等速升溫的加熱系統(tǒng)，耐高溫達(dá)到500℃；

4. 儀器的安裝和調(diào)試

5.1檢查儀器及隨機(jī)附件

5.1.1檢查儀器外包裝是否有損壞，如有破損請(qǐng)及時(shí)通知負(fù)責(zé)運(yùn)輸?shù)牟块T，并聯(lián)系我公司。

5.1.2 打開包裝箱檢查隨機(jī)文件是否齊全，按裝箱單檢查主機(jī)及附件是否齊全。

5.2 儀器的安裝

5.2.1儀器應(yīng)安置在無塵、無振動(dòng)、無強(qiáng)磁場(chǎng)、無強(qiáng)電流擾動(dòng)的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，將儀器置于工作臺(tái)上。

5.2.2 觀察水準(zhǔn)器調(diào)整地腳使儀器水平。

5.2.3在主機(jī)體上裝上保溫爐、試樣安裝在試樣架上、加載裝置、測(cè)溫裝置、測(cè)位移裝置等部件。

5.2.4 打開計(jì)算機(jī)，執(zhí)行XWJ-500B測(cè)控軟件，進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，具體見軟件操作說明；

5.3 儀器的調(diào)試

5.3.1 試樣的尺寸

5.3.1.1 壓縮試樣

圓柱形試樣 Φ4.5±0.5 mm ×6.0±1.0 mm

正方柱形試樣 4.5±0.5 mm ×4.5±0.5 mm ×6.0±1.0 mm

5.3.1.2 針入試樣

圓柱形試樣 Φ4.5±0.5 mm ×6.0±1.0 mm

正方柱形試樣 4.5±0.5 mm ×4.5±0.5 mm ×6.0±1.0 m

5.3.1.3彎曲試樣

板條形試樣 25±0.5 mm ×8.0±0.2 mm ×3.0±0.2 m

5.3.1.4拉伸試樣

板條形試樣 35±0.5 mm ×8.0±0.2 mm ×<1.5±0.2 m

5.3.2 試樣的試驗(yàn)條件

5.3.2.1壓縮試驗(yàn)

5.3.2.1.1壓縮壓頭為 Φ4.0±0.05 mm 的圓柱形壓頭；

5.3.2.1.2試樣承受壓強(qiáng)為 0.4±0.2 MPa（加1號(hào)300g砝碼，總載荷為513g）；

5.3.2.1.3試樣加熱速率為 1.2±0.5℃/ min。

5.3.2.2針入試驗(yàn)

5.3.2.2.1針入壓頭為 Φ1.13±0.05 mm 的圓柱形壓頭；

5.3.2.2.2 試樣所加載荷依材料而定，能使試樣產(chǎn)生明顯形變，形成的溫度—形變曲線，易于分析；

5.3.2.2.3 試樣加熱速率依工作條件而定。

5.3.2.3彎曲試驗(yàn)

5.3.2.3.1 彎曲壓頭為 R3.0±0.10 mm 的圓弧形壓頭；

5.3.2.3.2 兩支座間的跨距為15.0 mm。

5.3.2.4 拉伸試驗(yàn)

5.3.2.4.1 拉伸夾頭為 8.0 mm × 8.0 mm對(duì)夾夾具；

5.3.2.4.2 受力形式為單向拉伸。

5.3.3 試樣的安裝方法

5.3.3.1 壓縮試驗(yàn)

5.3.3.1.1 從附件箱中取出壓縮吊筒、壓縮試樣架、壓縮壓頭；

5.3.3.1.2 將狀態(tài)調(diào)節(jié)好的壓縮試樣放入壓縮試樣架內(nèi)，并一同放入壓縮吊筒內(nèi)；

5.3.3.1.3 從上部壓上壓縮壓頭；

5.3.3.1.4 點(diǎn)擊“上升”鍵，升起試樣架；

5.3.3.1.5 將壓縮吊筒用吊筒安裝螺母裝在升降架上的吊筒安裝座上；

5.3.3.1.6 點(diǎn)擊“下降”鍵，使壓縮吊筒插入保溫爐內(nèi)；

5.3.3.1.7從升降架上部插入加載桿，壓在壓縮壓頭上，并加上適當(dāng)?shù)捻来a（例如1號(hào)砝碼300g）；

5.3.3.1.8 將位移傳感器的針頭放在試樣壓桿托片上；

5.3.3.1.9 點(diǎn)擊“開始試驗(yàn)”，系統(tǒng)以設(shè)定的升溫速率加熱試樣，計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)測(cè)定試樣的溫度及形變量；

5.3.3.1.10 分析溫度—形變曲線，確定材料的特性參數(shù)，當(dāng)曲線發(fā)生急劇變化后，即可終止試驗(yàn)。

5.3.3.2 針入試驗(yàn)

將上述壓縮壓頭換為針入壓頭，其它步驟與壓縮試驗(yàn)相同。

5.3.3.3 彎曲試驗(yàn)

采用彎曲吊筒、彎曲試樣架、彎曲壓頭，彎曲試樣。操作試驗(yàn)方法與上述方法相同。

5.3.3.4 拉伸試驗(yàn)

采用拉伸吊筒、拉伸試樣架、拉伸試樣。操作試驗(yàn)方法與上述方法相同。

6. 軟件操作說明

試樣準(zhǔn)備好，安放在試樣架上后，雙擊執(zhí)行桌面“XWJ-500B測(cè)控系統(tǒng)” 系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入軟件操作界面；

6.1軟件上面是菜單，包括：試驗(yàn)報(bào)告、試驗(yàn)曲線、退出系統(tǒng)；

6.1.1試驗(yàn)報(bào)告，試驗(yàn)結(jié)束后點(diǎn)擊”WORD報(bào)告”會(huì)彈出參數(shù)設(shè)定界面，填寫好參數(shù)后；

6.1.2 試驗(yàn)曲線包括： 溫度-形變曲線，時(shí)間和溫度曲線，膨脹系數(shù)；

6.2 ：試樣架控制單元：是控制試樣架升降的，點(diǎn)擊左側(cè)的

系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)上升，下降，到上限和下限會(huì)自動(dòng)停止；點(diǎn)擊右側(cè)的，系統(tǒng)會(huì)點(diǎn)動(dòng)上升或下降，在試樣架進(jìn)入加熱爐之前，需要點(diǎn)動(dòng)下降，試樣架和加熱爐上后對(duì)正后，方可自動(dòng)下降，以免試樣架和加熱爐口碰撞；

6.3溫度控制設(shè)置參數(shù)：把試樣放置在試樣架后，按照試驗(yàn)要求，分別設(shè)定升溫速率，上限溫度，蕞大形變量和試樣厚度等參數(shù)，點(diǎn)擊后，系統(tǒng)會(huì)按照設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行等速升溫，會(huì)自動(dòng)計(jì)算膨脹系數(shù)，Tg,Tf等參數(shù)，等試樣變形后，點(diǎn)擊：，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)停止加熱；當(dāng)試驗(yàn)已經(jīng)進(jìn)行，需要修改參數(shù)，修改完參數(shù)后，按曲線刷新，溫度-形變曲線，時(shí)間和溫度曲線會(huì)自動(dòng)按照新的參數(shù)重置曲線；

6.4：實(shí)時(shí)狀態(tài)和試驗(yàn)結(jié)果：

實(shí)時(shí)狀態(tài)包括：實(shí)時(shí)溫度，相對(duì)位移和位移傳感器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；

試驗(yàn)結(jié)果包括：膨脹系數(shù)，Tg和Tf值；

試驗(yàn)曲線分析：試驗(yàn)出現(xiàn)曲線后，按鼠標(biāo)左鍵如下圖框選，即可自動(dòng)計(jì)算出：Tg值；

點(diǎn)擊：WORD報(bào)告，填寫報(bào)告參數(shù)后，按“生成報(bào)告”，按“確定”即可出現(xiàn)WORD報(bào)告。

7. 注意事項(xiàng)

7.1 保存說明書以備參考。在使用本儀器之前，仔細(xì)閱讀本說明書。

7.2 在Z定的電源條件下使用該儀器，單相電源必須有接地線孔，可靠接地。

7.3 儀器應(yīng)置于無強(qiáng)電磁干擾的環(huán)境中使用。不要在不平穩(wěn)的地方放置該儀器。

7.4 電源線、控制線、信號(hào)線應(yīng)布置整齊，試驗(yàn)過程中不應(yīng)隨意移動(dòng)。

7.5 低溫試驗(yàn)完成后應(yīng)關(guān)閉液氮罐，防止液氮揮發(fā)損失。

7.6儀器周圍不要放置怕高溫或低溫的物品。操作時(shí)應(yīng)佩戴隔熱性能良好的手套進(jìn)行操作，防止被高溫燙傷或低溫液氮灼傷。

7.7液氮罐內(nèi)嚴(yán)禁人手入內(nèi)，以免液氮灼傷。

7.8 爐筒、試驗(yàn)倉、夾具、活塞、電磁閥應(yīng)保持清潔，每次試驗(yàn)完成后一定要擦拭干凈。特別是做完低溫試驗(yàn)后，一定要擦拭去結(jié)露或結(jié)霜。使用一段時(shí)間后，可用高級(jí)清潔劑清潔儀器。

7.9不要隨意打開主機(jī)及各種儀表，不能隨意拆卸儀器，以免損壞儀器。

7.10儀器使用完畢后應(yīng)斷開總電源。

7.11當(dāng)儀器出現(xiàn)紊亂時(shí)，應(yīng)重新開啟電源。

8.裝箱單