1. 用途概述

XWJ-500B型熱機分析儀是由系統(tǒng)機控制，使試樣在爐體內以一定的加熱（制冷）速率加熱（制冷）試樣，使試樣在恒定的較小的負荷下隨溫度升高（降低）發(fā)生形變，測量試樣溫度—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性能的儀器。它能夠測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和流動溫度Tf。它能測量各種材料的熱膨脹系數，從而確定這些材料的變T點，燒結過程、收縮率、熱膨脹等特性。可廣泛應用于高分子及其合成材料、藥物、陶瓷等材料的科研和生產中。

該儀器符合國家標準適合標準： GB11998-89 《塑料玻璃化溫度測定方法熱機械分析法》, GB/T6800.2-2018/ISO11359-2:1999《塑料 熱機械分析法TMA》

2.工作原理

聚合物試樣隨溫度上升，從玻璃態(tài)轉變?yōu)楦邚棏B(tài)，從高彈態(tài)轉變?yōu)榱鲃討B(tài)。試樣的高彈態(tài)和流動態(tài)是可以通過形變過程而確定的。所以該機的工作原理就是通過鉑電阻Pt100感溫元件測量爐內的溫度，由溫控單元進行PID運算，控制加熱部件或制冷單元，達到等速升溫的目的。形變由數顯百分表顯示并輸出位移信號上傳至PC機，PC機繪制溫度-變形曲線。蕞后通過在溫度-變形曲線上找到拐點得到Tg和Tf值。

對應于拉伸、針入等不同的實驗形式，將高分子材料制成標準尺寸的試樣，放入對應的試樣安裝架中，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、計算機系統(tǒng)組成控溫系統(tǒng)，控制保溫爐的溫度及升、降溫速率，并實時監(jiān)測試樣的溫度。通過加載桿、砝碼對試樣施加恒定的試驗力。通過數顯千分表實時測定試樣的形變量。具有一機多用，靈活方便的特點。

2. 技術指標

3.1 實驗艙溫度

3.1.1 實驗艙溫度范圍：室溫～500℃

3.1.2 實驗艙溫度控制范圍：室溫～500℃

3.1.3 溫度準確度：±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 試樣變形位移測量

3.2.1位移有效測量范圍：5mm

3.2.2 位移測量分辨率：0.001mm

3.2.3 位移測量準確度：±0.005mm

3.2.4 數字千分表顯示，RS232串口數據輸出

3.3 載荷部分

3.3.1 加載桿質量：260g

3.3.2 砝碼：300g、500g、1000g、1500g

3.4 時間顯示

內部時鐘自動計算，時間誤差：±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：

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

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

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. 儀器結構（見附頁）

儀器由試驗主機，溫控單元，加熱爐及計算機組成

試驗主機部分：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現(xiàn)等速升溫的加熱系統(tǒng)，耐高溫達到500℃；

4. 儀器的安裝和調試

5.1檢查儀器及隨機附件

5.1.1檢查儀器外包裝是否有損壞，如有破損請及時通知負責運輸的部門，并聯(lián)系我公司。

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

5.2 儀器的安裝

5.2.1儀器應安置在無塵、無振動、無強磁場、無強電流擾動的實驗室內，將儀器置于工作臺上。

5.2.2 觀察水準器調整地腳使儀器水平。

5.2.3在主機體上裝上保溫爐、試樣安裝在試樣架上、加載裝置、測溫裝置、測位移裝置等部件。

5.2.4 打開計算機，執(zhí)行XWJ-500B測控軟件，進行參數設定，具體見軟件操作說明；

5.3 儀器的調試

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 試樣的試驗條件

5.3.2.1壓縮試驗

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試樣承受壓強為 0.4±0.2 MPa（加1號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

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

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

5.3.2.4.1 拉伸夾頭為 8.0 mm × 8.0 mm對夾夾具；

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

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)調節(jié)好的壓縮試樣放入壓縮試樣架內，并一同放入壓縮吊筒內；

5.3.3.1.3 從上部壓上壓縮壓頭；

5.3.3.1.4 點擊“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 點擊“下降”鍵，使壓縮吊筒插入保溫爐內；

5.3.3.1.7從升降架上部插入加載桿，壓在壓縮壓頭上，并加上適當的砝碼（例如1號砝碼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 點擊“開始試驗”，系統(tǒng)以設定的升溫速率加熱試樣，計算機實時測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，當曲線發(fā)生急劇變化后，即可終止試驗。

5.3.3.2 針入試驗

將上述壓縮壓頭換為針入壓頭，其它步驟與壓縮試驗相同。

5.3.3.3 彎曲試驗

采用彎曲吊筒、彎曲試樣架、彎曲壓頭，彎曲試樣。操作試驗方法與上述方法相同。

5.3.3.4 拉伸試驗

采用拉伸吊筒、拉伸試樣架、拉伸試樣。操作試驗方法與上述方法相同。

6. 軟件操作說明

試樣準備好，安放在試樣架上后，雙擊執(zhí)行桌面“XWJ-500B測控系統(tǒng)” 系統(tǒng)自動進入軟件操作界面；

6.1軟件上面是菜單，包括：試驗報告、試驗曲線、退出系統(tǒng)；

6.1.1試驗報告，試驗結束后點擊”WORD報告”會彈出參數設定界面，填寫好參數后；

6.1.2 試驗曲線包括： 溫度-形變曲線，時間和溫度曲線，膨脹系數；

6.2 ：試樣架控制單元：是控制試樣架升降的，點擊左側的

系統(tǒng)會自動上升，下降，到上限和下限會自動停止；點擊右側的，系統(tǒng)會點動上升或下降，在試樣架進入加熱爐之前，需要點動下降，試樣架和加熱爐上后對正后，方可自動下降，以免試樣架和加熱爐口碰撞；

6.3溫度控制設置參數：把試樣放置在試樣架后，按照試驗要求，分別設定升溫速率，上限溫度，蕞大形變量和試樣厚度等參數，點擊后，系統(tǒng)會按照設定的參數進行等速升溫，會自動計算膨脹系數，Tg,Tf等參數，等試樣變形后，點擊：，系統(tǒng)會自動停止加熱；當試驗已經進行，需要修改參數，修改完參數后，按曲線刷新，溫度-形變曲線，時間和溫度曲線會自動按照新的參數重置曲線；

6.4：實時狀態(tài)和試驗結果：

實時狀態(tài)包括：實時溫度，相對位移和位移傳感器的實時數據；

試驗結果包括：膨脹系數，Tg和Tf值；

試驗曲線分析：試驗出現(xiàn)曲線后，按鼠標左鍵如下圖框選，即可自動計算出：Tg值；

點擊：WORD報告，填寫報告參數后，按“生成報告”，按“確定”即可出現(xiàn)WORD報告。

7. 注意事項

7.1 保存說明書以備參考。在使用本儀器之前，仔細閱讀本說明書。

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 儀器應置于無強電磁干擾的環(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、信號線應布置整齊，試驗過程中不應隨意移動。

7.5 低溫試驗完成后應關閉液氮罐，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。操作時應佩戴隔熱性能良好的手套進行操作，防止被高溫燙傷或低溫液氮灼傷。

7.7液氮罐內嚴禁人手入內，以免液氮灼傷。

7.8 爐筒、試驗倉、夾具、活塞、電磁閥應保持清潔，每次試驗完成后一定要擦拭干凈。特別是做完低溫試驗后，一定要擦拭去結露或結霜。使用一段時間后，可用高級清潔劑清潔儀器。

7.9不要隨意打開主機及各種儀表，不能隨意拆卸儀器，以免損壞儀器。

7.10儀器使用完畢后應斷開總電源。

7.11當儀器出現(xiàn)紊亂時，應重新開啟電源。

8.裝箱單