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17.2.5应用 ⑺印刷电路板的表征 印刷电路版（PCB）一般是由玻璃纤维和热固性树脂经固化层压而成。 典型的PCB在单悬臂梁模式下测定的DMTA温度谱 材料现代研究方法 材料学院 杨光 主要参考书： 高家武 主编，高分子材料近代测试技术，北京航空航天大学出版社，1994. 王富耻主编，材料现代分析测试方法，北京理工大学出版社，2006. 17. 静、动态力学热分析 测量物质在静态或动态负荷作用下，力学量随温度的变化 按测定时的负荷分类： 近于零负荷：热膨胀法（TDA） 静态负荷：热机械分析（TMA） 振动负荷：动态力学热分析（DMTA）和扭辫分析（TBA） 静态力学热分析 17.1静态力学热分析 17.1.1热膨胀法（TDA） 在程序控温下，测量物质在可忽略负荷时的尺寸与温度关系的技术。 在仅有自身重力条件下 体积或长度变化 各种类型相变（固1→固2） 线胀系数、玻璃化转变温度、软化温度、热变形温度 －150～2500℃ 膨胀或收缩 17.1.1热膨胀法 1.线膨胀系数 ⑴定义：温度升高一度（℃）时，沿试样某一方向上的相对伸长（或收缩）量， ⑵测定方法 无相变时：T1→L1，T2→L2；L0＝L1 T1~T2的选择：－30～30℃（美）；室温～80℃（日） 0～40℃（中） 有相变时：连续升温；确定不同温区的线膨胀系数 17.1.1热膨胀法 ⑶TDA原理示意图 测量试样分子对热能引起的变化的响应； 晶体结构、晶格振动及物理和化学状态 的改变 ⑷热膨胀曲线 PS:真空，5℃/min T/℃ △L/μm Tg=100℃ 17.1.1热膨胀法 2.体膨胀系数 定义：温度升高一度（℃）时，试样体积膨胀（或收缩）的相对量， 式中：γ——体膨胀系数；V0——起始温度下的原始体积； △V——试样在温差△T下的体积变化量 △T——试验温度差 17.1.2热机械分析（TMA） 1.定义：在程序控温下，测量物质在非振动负荷下的形变与温度关系的技术。 负荷方式：拉伸、压缩、弯曲、扭转和针入等 2.测试原理 与线膨胀测量相似，差别在于TMA必须施加或多或少的静态外力； TMA的响应是膨胀行为和粘弹效应的 加和 17.1.2热机械分析（TMA） 形变－温度曲线测定法（拉伸或收缩热形变试验、切变模量软化温度试验和针入度试验）、定温下的形变（或应力）－时间曲线测定法（应力松弛和蠕变试验） 3.热机械曲线 非晶态无定形线型 聚合物的形变－温度曲线 ε T/℃ Tg Tf 17.2 动态力学热分析 17.2.1定义（ICTAC) 动态力学热分析（DMTA)：在程序控温下，测量物质在振动负荷下的动态模量和（或）力学损耗与温度关系的技术。 扭辫分析（TBA）：将试样涂覆于一根丝辫上，在程序控温下，在一种特殊条件下进行测量的动态力学热分析。 17.2.2特点： 所需试样量少而获得的信息丰富； 材料结构－分子运动－加工与应用 动态测量结果 17.2 动态力学热分析 17.2.3测试原理 材料的动态力学行为是指材料在交变应力（或应变）作用下的应变（或应力）响应。 以动态剪切为例： 对于粘弹性材料 其中： 模量是复数， —储能模量 —损耗模量 —损耗因子 17.2动态力学热分析 动态力学曲线提供了材料的力学状态、力学性能和多重转变与温度关系等信息。 17.2.4 动态力学试验方法 按形变模式： 拉伸、压缩、扭转、剪切和弯曲等； 按振动模式： 自由衰减振动、强迫共振、强迫非共振和声波传播等 自由衰减振动法： 在扭转力作用下自由振动时振动周期、相邻两振幅间的对数减量及它们与温度的关系。 扭摆法：适合于能支撑自身重力的试样；（－185～250℃） 对数减量Λ： G’由曲线求得，与1/P2成正比； A0 A1 A2 P t 扭摆式DMA示意图及自由衰减振动的振幅时间曲线 1.上夹具（固定） 2.试样 3.摆锤 4.下夹具 5.关心摆杆 不同交联度的酚醛树脂的扭摆曲线 图中数字表示固化剂六亚甲基四胺的质量分数；1dyn=10-5N 自由衰减振动法： 扭辫法：基本步骤与扭摆法相同；试样截面不规则 通常以1/P2表征试样的刚度，以Λ表征试样的阻尼； 扭辫法的优点： 试样制备简单； 适用的模量范围更宽； 温度范围：－180～600℃