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高分子领域的新仪器——动态力学扭辫分析仪

日期:2007-04-19浏览:3998次

动态力学扭辨分析仪是长春市智能仪器设备有限公司开发研制的国内*的用动态力学法研究高聚物的力学性能的仪器。该机基于高分子材料动态热机械自由衰减振动中的扭辨法,测量物质在扭转动力负荷下的动态模量及力学损耗与温度的关系,反应不同温度下材料的粘弹性,如玻璃化的转化、次级转变、结晶熔化、晶型转变粘性流动等。
高聚物是粘弹性物质,用动态力学法研究高聚物的力学性能是一种较新的测试方法。动态力学性能测试仪已成为研究结构与性能的重要工具之一。
动态力学扭辨分析仪是一种常用的动态力学性能测定方法。它属于自由振动法的范畴。所谓自由振动法系在一小的形变范围研究,振动周期,相邻两振幅间的对数减量与温度间的关系。
工作过程:当高聚物受较小周期性外力作用时,高聚物随着外力的作用产生周期性的形变。一部分随着试样的形变位能的形式贮存在样品中,而另一部分在形变时以热的形式消耗掉,前者系贮存能量,后者系损耗能量或内耗或阻尼。
高聚物是典型的粘弹性材料,同时具有粘性液体和固体弹簧的某些性能。当高聚物用作结构材料时,主要就是利用它们的弹性而用作吸震材料时,就是利用它们的粘性,高分子的粘弹性与测试的频率和温度有关。温度一般由实验者自行控制,按照一恒定斜率升温。在恒定时间间隔计算机自动控制将一给定力使惯性杆转一小角度,随即除去外力,则样品将产生周期性扭转。通过光电传感器记录扭转过程。zui后把每一间隔段记录的温度振动周期P和对数减量Δ给出温度谱图。通过谱图可以分析高分子随温度变化内能的转化过程。即橡胶态向玻璃态转化。
由于动态力学扭辨分析仪是国内独有的、创新的,将会给高分子材料的研究带来更大的帮助,得出的数据更加清晰、完整,所以现已成为国内各大专院校高分子研究方面十分关注的试验仪器。
NBW-500动态力学扭辫分析仪成功通过《科学技术成果鉴定》
2006年2月21日,长春市智能仪器设备有限公司迎来了省里的各界领导和专家,为我公司的新产品——NBW-500动态力学扭辫分析仪做科学技术成果鉴定。
NBW-500动态力学扭辫分析仪是国内*的研究高分子材料动态力学扭辫法的科学仪器,目前,只要国外少数国家拥有此项技术,但此项技术对中国是处于封锁状态的,但是随着国内对高分子材料研究领域的扩大,动态力学扭辫分析仪和对高分子材料的扭辫法的需求也随日增加,如果到国外买这种扭辫仪,至少要花上一百多万才能买到,并且试验步骤烦琐,做一个试验要一天甚至好几天才能得到结果。
为了填补国内的空白,长春智能仪器公司通过长期的不懈努力,闯过层层难关,终于完成了对动态力学扭辫分析仪的研究和开发,并投入生产,此仪器不仅比国外同类产品的价格要便宜十倍以上,试验方法也简单了,NBW-500型动态力学扭辫分析仪适用于大多数高分子材料用动态扭辫分析法(TBA)测量不同温度下材料的粘弹性,包括玻璃化的转化、次级转变、结晶熔化、晶型转变、变联固化等宏观性能。
长春市智能仪器设备有限公司制造的扭辫分析仪采用计算机数字测控技术和大存储量的数据存储和数据处理技术,使传统的扭辫法大量繁重耗费人工的测试操作和数据处理改变为自动化、程序化,使研究人员能够轻松的得到在不同温度下材料的粘弹性。预测材料的6个力学值,研究聚合物的固化、交联、降解等反应过程。NBW-500动态力学扭辫分析仪完全通过计算机控制,具有电压补偿和温度补偿,能够严格保证电压和温度的恒定,而且能够实时监控材料试验过程中的变化,随时反映情况,保证了实验数据的准确。而且用先进的计算机技术取代了人工试验,既简化了试验,又节省了人力,减少了许多人为因素对试验数据准确性的影响,对高分子材料的工艺监控和质量监控起到了重要的作用,并且通过计算机画出曲线后可打印出完整的试验报告。
NBW-500动态力学扭辫分析仪现已销售出6台,成都印钞公司已提供用户使用报告,用户使用情况表明,应用该技术已经成功实现了对聚合物在固化过程中的物理变化和化学变化的动态监控。该项目产品已通过长春试验仪器设备检验测试所的产品检定,说明该产品的关健技术已具有较高的成熟性。
吉林省科技厅在听取了相关专家的论证及相关意见后,在《科技成果鉴定证书》上盖了章,这表明长春市智能仪器设备有限公司所开发研制的NBW-500型动态力学扭辫分析仪正式通过了吉林省科技成果鉴定。

长春智能,再创新高,成功研制出动态冲击分析仪
长春市智能仪器设备有限公司已成功研制出动态冲击分析仪,此种仪器在国内尚属首例,长春智能仪器设备有限公司又一次填补了国内空白,动态冲击分析仪的具体情况如下:
一. 项目研制的意义
当一种材料受到瞬间冲击,其分子结构受到外力的作用,产生抗力,分子间产生错位或断裂。传统的冲击仪只能检测材料被冲击是吸收能量的能力,不能详尽的记录冲击的过程中材料的粘性、弹性和塑性脆化的变化过程,材料的开发长期采用凭经验的方法通过大量的试验才能开发出来。随着科学技术的发展,需要利用先进的仪器分析提供、科学、便捷的开发手段。动态冲击分析仪就可以在冲击的过程中记录下整个材料的粘性、弹性和塑性脆化的变化过程,并形象的绘制出负荷、能量与时间的曲线和负荷、能量与位移的曲线。开发人员不用花费大量的人力物力反复试验,他只需根据两组曲线和实测的数据对比分析来调整配方,以达到开发的目的。动态冲击分析仪的研制成功为材料的工艺监控和质量监控提供了先进的手段,为新材料的研制提供了科学依据。
二. 国内外研究情况
动态冲击分析仪,在国际只有意大利和德国的几个厂商生产。早期的产品的曲线是利用摄影的方法记录摆锤的位置来计算能量并绘制成曲线,可以比较清楚的记录动态试验的整个过程,为材料分析提供了一种检测手段,但是该方法比较麻烦,成本高。
目前,国内只有我公司生产这种仪器。我公司早期开发的动态冲击分析仪另辟蹊境:在冲击刃后加装传感器记录冲击过程负荷与时间的变化绘制出曲线,并利用负荷与时间推出能量的曲线,完全可以与国外的同类设备媲美。随着超大集成电路和单板机的技术飞快的发展,数据采集和数据处理的速度越来越快。现在的动态冲击分析仪具有采集速度快,达到1.2μs每个数据,存储量大,曲线和数据极大丰富和详实,为材料的配方和动态试验分析提供了极大的方便。而且,目前的国际上的厂商也采用了冲击刃后加装传感器的方法。可以说我们在动态冲击分析仪的技术上的开发与国外知名厂商处于同一水平甚至超过了国外。
三. 技术研制内容
㈠ 机械部分的研制
1. 主机
主机与传统的机器相类似,采用先进的工艺使磨擦力zui小。在经过多次修改加工工艺,让冲击锤刃的传感器的走线由摆轴中心穿过,做到磨擦力zui小,走线zui安全。
2. 冲击锤
由于加装角位移传感器的缘故,使摆轴磨擦力增大,国内的冲击锤zui小作不到1J。我公司采用先进的工艺和特种组装手段作到0.5J。
3. 电气部分的设计
通过系统的控制,转换不同冲击锤的采集电路,通过高速模拟数字转换器转换成数字信号传送给计算机进行处理。
㈡ 软件的设计
我公司针对用户的不同要求,开发出性能稳定、操作简便、计算的软件,能够实现数据的自动存储、处理,绘制出负荷、能量与时间和负荷、能量与位移的曲线图谱,并打印试验报告。
首先进行试验参数设置,包括选择冲击锤、执行标准等。设置完成后进行冲击试验,软件自动确定坐标绘制曲线。
数据处理可以显示:负荷—时间、负荷—位移、能量—时间、能量—位移的曲线。
四. 创新点
1. 与传统的仪器比较,增加了角位移传感器,将角度的细化做到0.036°。
2. 增加了负荷传感器,记录了冲击过程中负荷的变化并推算出能量的变化。
3. 软件的数据处理增加一些测量值:冲击时间、zui大负荷、达到zui大负荷的能量、剩余能量。增加了数据的可比性。
4. 设计出磨擦力小,强度高的小能量冲击锤,用户zui大限度的方便测试和zui大限度的测量数据。
5. 通过更换冲击锤和冲击座达到执行多标准、多测量范围的目的。用户一机在手可以做美标、国标、ISO标准,从0.05J做到zui大能量。
五. 技术指标
1. zui小测量能量:0.05J
2. zui大测量能量:由用户定
3. 采集速率:1.2μs
4. 负荷传感器精度:≤±1%
5. 负荷传感器zui小分辨率:0.01N
6. 角度zui小分辨率:0.036°
六. 项目前景分析
国内只有我公司能够生产这种仪器。国外只有德国和意大利生产,但其价格极其昂贵。我国生产各种材料的厂家和各实验室研究所有12万家以上,这些厂家基本上是通过静态监控工艺法来进行质量监控。而国内只有本公司拥有此项技术,具有的市场优势。达到批量生产后,我们相信能以更加优惠的价格迎来更多的客户,也将会打开国际市场。
作为光机电一体化的精密分析检测仪器,同时也是计量测试仪器,试验机行业拥有一个庞大的潜在市场。很多的新型材料需要通过试验机来检测性能指标。按照国际上zui大的试验机制造商美国INSTRON公司预测,目前中国的试验机销量仅为美国的1/20,按照中国8%的年经济增长速率预测,大约十年后,中国的试验机市场将与美国的试验机市场相当,也就是说,中国试验机市场将每年呈增长形势,形成一个相当庞大的市场。
新材料正在走向社会各个领域,被越来越多的人所使用,用户对质量要求也越高。因此,需要更加先进的分析检测手段来测试各种材料的性能指标。我公司这项技术,顺应了市场需求,在同类试验机中有着的况竞争优势。“十一五"期间,仪器仪表行业从总体发展来看,仍将会保持产销适度增长态势,出口也会进一步增加。一般低档产品仍将处于供大于求的市场格局,市场需求量不会有大幅度增长;而技术先进的数字化、智能化、网络化等产品仍不能满足市场需要,进口量会有较大增长。同时,随着我国加入WTO进程的加快,我国仪器仪表行业将会走向世界,国际市场竞争会更为激烈,美国摩根公司、美国新能源公司、美国德拓集团等已经与我公司洽谈合作事宜。根据国家财政部门预测,预计分析检测仪器年需求量在4000万台(套),100亿元左右。鉴于该产品的特殊用途及其应用范围,我们作了一个详尽的调查。根据社会调查统计,目前生产高分子材料的厂家每一年需要量就不低于5000台,市场需求4.5亿元。而推广到各大学,专职实验室,质量监督局等,数量将增加2倍以上,总市场需求9亿元。西部大开发,对自动化仪器提出了新的需求,市场十分广阔。
七、远程控制
动态冲击分析仪配合视频连接成功实现远程操作、远程诊断、专家远程分析功能、维护、实验数据分析、查看物理连接的zui佳效果。

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