TMA(Thermomechanical Analyzer, 열기계분석기)는 시료에 온도프로그램을 가하여 온도와 시간의 함수로써 팽창과 수축에 의한 크기변화(dimension changes)를 측정하는 기기로써 딜라토미터 (dilatometer)와 같이 열팽창율 또는 열팽창계수를 측정하는데 이용된다.

연구목표

1. TMA 측정 원리 (Basic theory)

본문

1. TMA 측정 원리 (Basic theory)
  Dilatometry 측정법은 시료에 대한 하중 (load)과 기계적 stress가 매우 작지만 TMA 측정법은 zero에 가까운 하중에서 부터 수 Newton의 하중을 가하여 시료의 팽창(expansion)과 수축(shrinkage)을 측정한다. 측정시그널은 변위측정자기센서(LVDT; Linear Variable Differential Transformer)를 사용사용하여 예를 들면, 유리전이(glass transition) 전후의 팽창과정에 대해 매우 우수한 분해능을 제공하는 장점이 있다.
아울러 TMA는 온도와 하중의 함수로써 길이변화를 측정하기 때문에 비열변화 또는 엔탈피 변화를 측정하는 DSC보다 thermal effect의 관측이 보다 탁월해 전이현상을 비교 연구하는데 매우 유용하다 할 수 있다.

TMA와 Dilatometry 비교

- TMA : 일정한 하중과 온도프로그램을 재료에 가하여 재료의 변형(deformation)을 온도의 함수로써 측정하는 기법
(ASTM : A technique in which the deformation of a substance under a non-oscillatory load is measured as a function of temperature while the substance is subjected to a controlled temperature program)
- Dilatometry : 가해지는 하중이 거의 없는 상태에서 재료에 온도프로그램을 가하여 온도의 함수로써 재료의 길이변화를 측정하는 기법
(ASTM : A technique in which a dimension of a substance under a negligible load is measured as a function of temperature while the substance is subjected to a controlled temperature program)

TMA 측정으로 알 수 있는 결과

• 길이변화 (dL= length change)
• 상대길이변화 (dL / L0 = relative length change)
• 선팽창계수 (α = coefficient of linear thermal expansion)
• 유리전이온도 (Tg = glass transition temperature)
• 팽창/수축/파열 거동 (expansion/shrinkage/penetration behavior)
• 연화점 (softening point)
• 경화거동 (curing behavior)
• 부피팽창 (volumetric expansion)
• 상전이 ; Phase transitions(solid-liquid, solid-solid)
• 용융점 (melting point, Tm)
• 다형현상 (polymorphism)
• 열안정성 (thermal stability)
• 탄성도 (Young's modulus(dynamic load 필요)

등이다.