MTS R&D 엔지니어인 Byron Saari 씨는 재료 특성화 분야의 전문가로 해당 분야에서 여러 특허를 보유하고 있습니다. 이 인터뷰에서 Saari 씨는 엘라스토머, 폴리머 및 형상 기억 합금에 중점을 둔 모든 연구팀에게 필수적인 기능인 DMA(동적 기계 분석)에 대해 이야기합니다.
Q: DMA(동적 기계 분석)란 무엇입니까?
A: DMA(동적 기계 분석)은 응력을 변형의 함수로 측정하거나 힘을 변위의 함수로 측정하는 동적 특성화 기술입니다. 재료에 정현파 변형을 적용하고 그에 따른 응력을 측정합니다. 일반적으로 DMA에는 DMTA(동적 기계적 열 분석)라고도 하는 변형 빈도 및/또는 시편의 온도 변화가 포함됩니다.
Q: 엘라스토머 소재 개발에서 DMA가 하는 역할은 무엇입니까?
A: DMA는 엘라스토머, 폴리머 및 형상 기억 합금의 특성과 동작을 특성화하는 데 매우 유용합니다. 이러한 재료는 모두 감쇠를 나타내며 더 높은 주파수에서 작동이 중요한 응용 분야에 사용할 수 있습니다. DMA는 연구원들에게 댐핑 효과를 자세히 연구할 수 있는 도구를 제공합니다. DMA를 통해 연구자들은 재료의 복합 계수, 저장 계수, 손실 계수 및 탄젠트 델타를 계산할 수 있습니다. DMA가 사용되는 영역 중 하나는 더 가볍지만 여전히 고성능을 유지하는 부품용 신소재 개발이며, 이는 여러 산업에서 중요합니다.
Q: DMA와 관련된 몇 가지 과제를 설명해주십시오.
A: 고주파에서 움직임과 하중을 정확하게 측정하는 것은 매우 어렵습니다. 적용된 변위와 이러한 주파수에서 발생하는 하중 사이의 위상 지연을 정확하게 측정하는 기능은 DMA의 중요한 측면입니다. 위상 지연은 순수 탄성 재료를 순수 점성 재료와 구별하기 때문에 중요합니다. 엘라스토머, 폴리머 및 형상 기억 합금은 모두 점탄성 특성을 나타내므로 둘 사이의 어딘가에 속합니다.
Q: MTS는 연구원들이 이 문제를 해결하는 데 어떻게 도움이 됩니까?
A: MTS DMA 소프트웨어 패키지는 특수 동적 보정 기술을 통해 정확한 위상 측정을 보장합니다. 여기에는 하중 및 모션 변환기, 컨디셔닝 전자 장치의 위상 특성을 측정하고 이러한 효과를 수정하기 위해 독점 계산을 적용하는 작업이 포함됩니다. 이 패키지는 진폭 및 위상 동적 응답 특성을 수정할 수 있습니다. 이는 다양한 응용 분야 및 산업 전반에 걸쳐 재료 테스트 및 동적 특성화에 대한 30년 이상의 사내 전문 지식을 나타냅니다.
Q: 이 DMA 기능을 제공하는 시스템은 무엇입니까?
A: MTS는 DMA에 적합한 광범위한 동적 테스트 시스템 포트폴리오를 제공합니다. 250kN에서 1.25kN까지의 하중 용량 범위는 0.01N까지의 분해능입니다. 고하중 및 고주파 응용 분야의 경우 DMA 패키지는 엘라스토머 테스트를 위해 특별히 설계된 시스템을 포함하여 여러 서보 유압식 테스트에서 사용할 수 있습니다. 광범위한 고충실도 동적 및 정적 테스트를 수행하는 전기 역학 테스트 시스템인 MTS Acumen® 테스트 시스템도 DMA 테스트에 적합합니다. DMTA(동적 기계적 열 분석)에 필요한 경우 옵션 챔버를 사용할 수 있습니다.
Q: 전용 DMA 테스트 시스템을 사용하는 것이 더 일반적이지 않습니까?
A: 예. 지금은 그렇지 않습니다. 그러나 많은 연구자들, 특히 대학의 연구자들은 적은 비용으로 더 많은 작업을 해야 한다는 큰 압력을 받고 있습니다. 모든 유형의 테스트에 대해 하나의 테스트 시스템을 확보할 예산이 항상 있는 것은 아닙니다. MTS Acumen 테스트 시스템을 사용하여 연구원은 DMA 테스트 및 기타 여러 테스트를 모두 하나의 시스템으로 수행할 수 있는 다용성을 갖습니다. 또한 MTS Acumen 테스트 시스템은 정밀 힘 변환기, 고강성 구성 및 고해상도 디지털 인코더를 사용하여 더 낮은 힘과 매우 작은 변위를 측정하도록 설계되었습니다.
Q: 시스템의 동적 범위가 중요한 이유는 무엇입니까?
A: 연구자들이 결정해야 하는 중요한 특성 중 하나는 재료가 단단한 "유리"같은 상태에서 더 부드러운 "고무"같은 상태로 바뀔 때의 유리 전이 온도입니다. 테스트는 일반적으로 유리 같은 상태의 재료를 측정하고, 제어된 방식으로 온도를 높이고, 재료가 고무 같은 상태로 변할 때 자주 측정하는 방식으로 이루어집니다. 이러한 상태 변환이 발생하면 응력/변형률 계수는 천 단위로 변할 수 있습니다. 이를 정확하게 측정하려면 높은 동적 변위, 힘 변환기와 강력한 제어 시스템이 필요합니다.
Q: 소프트웨어가 제공하는 다른 DMA 기능은 무엇입니까?
A: MTS DMA 소프트웨어는 Williams-Landel-Ferry(WLF) 모델에 따라 시간-온도 중첩 또는 TTS를 수행할 수 있습니다. 재료 연구원이 이 모델을 통해 낮은 온도에서의 테스트하면 높은 주파수에서 재료 특성을 추론하는데 사용되는 마스터 곡선을 생성할 수 있습니다.
Q: DMA 소프트웨어가 가장 유용한 산업은 무엇입니까?
A: DMA 소프트웨어는 감쇠를 보여주는 재료의 특성을 파악하는 데 필수적이기 때문에 응용 분야에 실제로 제한이 없습니다. 자동차 부품, 생체 적합 물질 및 토목 공학에서는 명백한 응용 분야가 있습니다. 그러나 재료 연구의 흥미로운 점은 다양성에 있습니다. MTS는 저희가 제공하는 다양한 시스템을 통해 재료 연구자들이 거의 모든 니즈를 만족시키는 완전한 DMA 솔루션을 개발하도록 도울 수 있습니다.
