什么是儲能模量和損耗模量？

儲能模量(E'或G')：儲能模量是材料在變形過程中存儲能量的能力，反映了材料的彈性或 “類固體 "行為。它表示材料在受力變形時能儲存多少能量，并在力被移除后釋放掉。儲能模量越高，意味著材料剛度越大，抗變形能力越強。

損耗模量(E"或G")：損耗模量表征材料變形過程中以熱量形式耗散的能量，反映材料的黏性或 “類流體"行為。它表示材料在受力變形時損失了多少能量。損耗模量越大，說明材料的阻尼和能量耗散越大。

G'和G"之間的關系非常重要。如果G">G'，則材料為液態。如果G'>G"，則材料為固態。這種關系可通過tan delta(G"/G')來量化，也稱為損耗角正切或損耗因子，反映了黏彈性固體的阻尼特性。

這些模量通常通過動態機械分析(DMA)或流變測量來確定，測量時對材料施加動態應力或應變。

儲能模量和損耗模量的應用

TA儀器如何應對這些挑戰

沃特世-TA儀器提供測量儲能模量和損耗模量的高級解決方案，幫助研究人員和工程師了解和優化材料特性。

在這種模式下，流變儀對材料施加正弦應力或應變，并測量由此產生的響應。這樣就可以直接測量儲能模量(G')和損耗模量(G")。

HR 30可根據材料和測試需要配置各種附件，包括環境測試加熱爐，用于在-150℃至600℃范圍內進行溫度控制。

HR 30具有自動間隙設置、法向力控制和多種溫度控制選項等先進功能，可確保測量的準確性和可重復性。

DMA 850對樣品施加動態振蕩力并測量其響應。所得數據可提供有關儲能模量(E')和損耗模量(E")的詳細信息。

儀器可提供很寬的溫度范圍(-150℃至600℃)和頻率范圍(0.01Hz至200Hz)很寬，適用于各種材料和測試條件。

DMA 850可配備各種夾具配件（如雙/單懸臂、拉伸、壓縮等），以適應不同的樣品幾何形狀和測試模式。

這些致動器可對力和位移進行精確控制，從而實現精確的動態機械分析。

DMA 3200可以執行各種測試，包括頻率掃描、溫度掃描和應力松弛測試。

儀器的高靈敏度和高分辨率使其適用于測量儲能模量和損耗模量的微小變化，即使是軟質材料和柔性材料也不例外。

TRIOS允許用戶實時監控實驗，確保數據收集準確可靠。

軟件提供用于高級數據擬合、模型擬合和解析的工具，幫助用戶了解復雜的材料行為。

TRIOS可生成詳細的報告，便于分享和展示研究結果。

結論

深入全面地了解儲能模量和損耗模量對于優化各種應用材料的機械性能至關重要。TA儀器的Discovery HR 30、Discovery DMA 850、ElectroForce DMA 3200和TRIOS軟件等技術和產品所提供的完整解決方案，可為研究人員和工程師提供了精確測量和分析這些關鍵參數所需的工具。助力其開發出滿足聚合物、藥物、電池和復合材料特定需求的高性能材料。