眼图测试（信号完整性测试）-材料热分析 | TMA测试材料的平均线性膨胀系数

安信实验室

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眼图测试（信号完整性测试）-材料热分析 | TMA测试材料的平均线性膨胀系数

 

热分析（thermal analysis，TA）是指用热力学参数或物理参数随温度变化的关系进行分析的方法。

 

国际热分析协会（International Confederation for Thermal Analysis，ICTA）于1977年将热分析定义为：“热分析是测量在程序控制温度下，物质的物理性质与温度依赖关系的一类技术。”根据测定的物理参数又分为多种方法。

 

常用的热分析方法包括：差示扫描量热(DSC)、热重分析（TGA）、导热系数测试、热机械分析(TMA)、动态热机械分析(DMA)等5种方法。

 

01热机械分析(TMA)
热机械分析（Thermal Mechanical Analyzer，简称：TMA），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、时间等函数关系的一种技术，因此又称为“静态热机械分析法”。

TMA工作模式
                      02TMA测试原理

TMA测试原理是通过探头（膨胀、穿刺、拉伸等）对样品材料施加一定的载荷（载荷很小，只是为了保证探头和样品接触，不会使样品发生形变），随着温度的逐渐升高或降低，材料会膨胀或收缩，TMA可量测到探头的变化，由此量得膨胀系数或收缩系数。

TMA原理图

 

 

03测量与研究材料的特性
• 线膨胀系数（CTE）；
• 转变温度：如玻璃化转变温度Tg、软化温度；
• 黏弹性能（蠕变、应力松弛等）；
• 相容性：如层压板相邻层（爆板时间）、涂层-基底、弹性树脂-补强剂/填料、密封包装/胶囊与其保护的物质的机械性能；
• 薄膜、纤维的物理性能和机械性能；
• 最优加工条件：如监控聚合物的固化速率和固化程度等。

 

04热机械分析TMA相关测试标准

 

ASTM E831-14ISO 11359-1:2014ISO 11359-2:1999IPC-TM-650 2.4.24.1 ASTM E831-19

 

05热机械分析案例应用

测试项目：平均线性膨胀系数

测试方法：参照ASTM E831-19和客户要求

测试条件：

试样尺寸：黑色（9.78mm×5.06mm×1.00mm）

升温速率：5℃/min

负载：50mN

吹扫气体：N2，50ml/min

温度范围：-30~130℃

测试结果：

 

	测试结果
MD方向	温度范围	试样1	试样2
	-30℃-60℃	136.7μm/(m·℃)	157.1μm/(m·℃)

 

TMA曲线图：

 

 

 

 

 

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