在材料科學(xué)領(lǐng)域，納米級的尺寸變化可能預(yù)示著一個(gè)新材料的誕生或一個(gè)產(chǎn)品的失效，而日立熱機(jī)械分析儀正是捕捉這些關(guān)鍵信息的精密工具。

在現(xiàn)代材料研究與工業(yè)質(zhì)量控制中，熱機(jī)械分析技術(shù)已成為解析材料熱力學(xué)行為的手段。日本日立（HITACHI）作為的科學(xué)儀器制造商，其TMA7000系列熱機(jī)械分析儀憑借的測量精度與廣泛的應(yīng)用范圍，在材料研究領(lǐng)域占據(jù)重要地位。

從科研實(shí)驗(yàn)室到工業(yè)生產(chǎn)一線，日立熱機(jī)械分析儀通過精準(zhǔn)測量材料尺寸隨溫度的變化，為各類材料的研發(fā)、優(yōu)化和質(zhì)量控制提供了可靠的數(shù)據(jù)支撐。

01 技術(shù)原理與產(chǎn)品定位：微觀尺寸變化的精密解析

熱機(jī)械分析儀（TMA）是一種在程序控制溫度下，測量物質(zhì)在非振動負(fù)荷下形變與溫度關(guān)系的技術(shù)。日立TMA通過監(jiān)測樣品尺寸隨溫度或時(shí)間的變化，獲取材料的關(guān)鍵熱力學(xué)參數(shù)。

日立TMA7000系列采用高靈敏度傳感器進(jìn)行高可靠性測量，憑借精準(zhǔn)的負(fù)載控制技術(shù)，一臺裝置可實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用。

其核心優(yōu)勢在于能夠檢測材料在加熱或冷卻過程中的膨脹、收縮、軟化、相變等微觀變化，這些變化往往與材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、使用性能和加工工藝密切相關(guān)。

與傳統(tǒng)TMA相比，日立TMA7000系列的靈敏度提高了2倍，達(dá)到了0.01μm的高分辨率，能夠捕捉到材料最細(xì)微的尺寸變化。

02 產(chǎn)品系列與技術(shù)規(guī)格：全面覆蓋不同應(yīng)用需求

日立TMA7000系列包含多種型號，主要分為TMA7100和TMA7300兩大類型，滿足從常規(guī)分析到高溫應(yīng)用的多樣化需求。

TMA7100作為通用型分析儀，溫度范圍為-170℃～600℃，適用于大多數(shù)高分子材料、金屬和復(fù)合材料的熱機(jī)械分析。

該型號樣品管為石英制、金屬制，支持多種測量模式，包括膨脹、壓縮、針入、拉伸和彎曲等。

TMA7300則面向高溫應(yīng)用，溫度范圍可達(dá)室溫～1500℃，專門針對陶瓷、耐火材料和其他高溫材料的測試需求。

其樣品管和探針采用氧化鋁材料制成，能夠耐受高溫環(huán)境。

兩款儀器的TMA范圍均為±5mm，載荷范圍±5.8N（分辨率9.8μN(yùn)），升溫速率范圍0.01～100℃/min，可滿足絕大多數(shù)材料的測試條件要求。

03 核心技術(shù)特點(diǎn)：精準(zhǔn)測量的創(chuàng)新保障

日立TMA7000系列融合了多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新，在精確性、適用性和易用性方面表現(xiàn)。

高靈敏度與寬范圍測量能力

TMA靈敏度達(dá)到0.01μm，是公司以往產(chǎn)品的2倍。

其TMA RMS噪聲僅為0.005μm，確保了測量結(jié)果的高信噪比和數(shù)據(jù)可靠性。

寬范圍的測量能力（位移±5mm，負(fù)載±5.8N)支持從靜態(tài)測量到動態(tài)測試的各種應(yīng)用。

全膨脹TMA設(shè)計(jì)支持多樣品形狀

日立TMA7000系列采用全膨脹TMA設(shè)計(jì)，打破了傳統(tǒng)TMA的樣品形狀限制。

無論是薄膜、碎片還是塊狀樣品，只要滿足最大直徑10mm×高25mm或寬5mm×厚1mm×長25mm的尺寸要求，均可進(jìn)行精確測定。

全膨脹方式的另一個(gè)優(yōu)勢是，所有測定模式均采用統(tǒng)一的樣品管及校準(zhǔn)常數(shù)，使儀器的維護(hù)和管理變得更加容易。

多種冷卻選項(xiàng)適應(yīng)不同測試需求

日立TMA7000系列提供豐富的冷卻選配項(xiàng)，用戶可根據(jù)測定目的選擇合適的冷卻裝置。

全自動液氮冷卻裝置可實(shí)現(xiàn)-150℃～600℃的溫度范圍。

電子冷卻裝置覆蓋-60℃～450℃的溫度區(qū)間。

風(fēng)扇自動空冷適用于室溫～600℃的常規(guī)測試。

液氮冷卻杜瓦杯（手動冷卻）則可實(shí)現(xiàn)-170℃～600℃的低溫測量。

04 多功能測量模式：一臺設(shè)備的多重應(yīng)用

日立TMA7000系列的突出優(yōu)勢在于其多功能性，通過更換不同的探針和配件，可實(shí)現(xiàn)多種測量模式。

標(biāo)準(zhǔn)TMA模式用于測量材料的熱膨脹系數(shù)和相變行為。

蠕變特性測量可評估材料在恒定應(yīng)力下的時(shí)間依賴性變形。

應(yīng)力松弛測試用于研究材料在恒定應(yīng)變下的應(yīng)力衰減行為。

動態(tài)熱機(jī)械分析（DMA）功能使TMA7000能夠測量材料的粘彈性，包括儲能模量、損耗模量和損耗因子。

此外，還支持熱收縮應(yīng)力、固化行為、應(yīng)力/應(yīng)變曲線等多種測試模式。

載荷控制模式包括固定載荷、定速載荷、載荷頻率和組合載荷（最多40步），滿足復(fù)雜測試條件的需求。

05 應(yīng)用領(lǐng)域與典型案例

日立熱機(jī)械分析儀廣泛應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)，為材料研究和產(chǎn)品質(zhì)量控制提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

在聚合物和塑料領(lǐng)域，TMA用于聚合物變形分析，檢測玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、軟化點(diǎn)以及熱膨脹行為。

金屬生產(chǎn)/鑄造行業(yè)利用TMA研究金屬及其合金的熱膨脹特性、相變行為和燒結(jié)過程。

對于復(fù)合材料，TMA能夠評估各組分的熱匹配性，以及界面相互作用對熱機(jī)械性能的影響。

在電子產(chǎn)品制造中，TMA用于測量基板材料、封裝材料及焊料的熱膨脹系數(shù)，確保元器件在溫度變化下的可靠性。

下表概括了日立TMA7000系列在不同領(lǐng)域的主要應(yīng)用：

06 日立熱分析技術(shù)生態(tài)：多儀器協(xié)同解決方案

日立高新技術(shù)的熱分析產(chǎn)品線不僅限于TMA，還包括差示掃描量熱儀（DSC）、熱重-差熱綜合熱分析儀（STA） 和動態(tài)熱機(jī)械分析儀（DMA） 等多種儀器。

單一分析方法往往只能提供樣品的局部信息，難以全面反映其整體特性。

日立通過整合熱分析、光譜、色譜等多種技術(shù)，組成多儀器協(xié)同方案，進(jìn)行多維度表征，能更全面、清晰地揭示樣品的結(jié)構(gòu)、成分及性能。

以鋰電池研究為例，差示掃描量熱儀（DSC）可以評價(jià)材料的熱穩(wěn)定性，熱機(jī)械分析儀（TMA）可以監(jiān)測電極材料在熱循環(huán)中的尺寸變化，多種儀器協(xié)同工作，從而更全面地獲取樣品性能。

07 選購指南：根據(jù)需求匹配型號

面對日立豐富的TMA產(chǎn)品線，合理的選型對優(yōu)化投資至關(guān)重要。

對于常規(guī)高分子材料和普通金屬合金的研究，TMA7100是理想選擇，其-170℃～600℃的溫度范圍覆蓋了大多數(shù)應(yīng)用場景。

高溫陶瓷和耐火材料的研究則需要TMA7300，其最高溫度可達(dá)1500℃，能夠模擬材料的高溫使用環(huán)境。

在選擇冷卻系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)考慮測試頻率和使用便捷性。全自動液氮冷卻系統(tǒng)適合頻繁的低溫和常溫測試，而電子冷卻系統(tǒng)則適用于無需極低溫度但追求便捷性的實(shí)驗(yàn)室。

對于復(fù)雜形狀樣品的測試，應(yīng)關(guān)注儀器的全膨脹TMA功能，確保能夠容納和準(zhǔn)確測量不同形狀的樣品。

日立TMA7000系列熱機(jī)械分析儀以其高精度測量、多樣化功能和廣泛適用性，成為了材料科學(xué)研究與工業(yè)質(zhì)量控制領(lǐng)域的強(qiáng)大工具。

數(shù)據(jù)的價(jià)值不僅在于其本身，更在于其對材料行為的準(zhǔn)確解析和對生產(chǎn)實(shí)踐的指導(dǎo)意義。當(dāng)您下一次面臨材料熱機(jī)械性能表征需求時(shí)，日立TMA的技術(shù)特性或許能為您提供更為明晰的解決方案。