Thermomechanical analysis of quartz, glasses and woods

Abstract

The expansion and viscoelastic behavior of natural and synthetic materials changes during thermal treatment. Thermomechanical analysis (TMA) is the method to determine these mechanical properties directly as a function of time and temperature. Depending on the selected measuring mode either the expansivity (dilatometry), the viscous flow or the elastic behaviour can be investigated. Young's modulus is calculated from flexure and compression measurements.

To show some of these possibilities quartz, various glasses and woods have been analysed. The solid transition ofα−β quartz revealed a minimum of the modulus of elasticity during the transition. Flexure measurements of wood samples during degradation show the different elastic regions.

Zusammenfassung

Das Ausdehnungs- und viskoelastische Verhalten natürlicher und synthetischer Materialen verändert sich bei Wärmebehandlungen. Das Verfahren zur Bestimmung dieser mechanischen Eigenschaften als eine Funktion von Zeit und Temperatur ist die thermomechanische Analyse (TMA). In Abhängigkeit vom gewählten Meßverfahren können Ausdehnungsvermögen (Dilatometrie), Reibungsströmung oder das elastische Verhalten untersucht werden. Das Elastizitätsmodul wird aus Biegungs- und Kompressionsmessungen ermittelt.

Um einige dieser Möglichkeiten aufzuzeigen, wurden Quarz, verschiedene Gläser und Hölzer analysiert. Die Feststoffumwandlung -ß-Quarz zeigt während der Umwandlung ein minimales Elastizitätsmodul. Biegungsmessungen an Holzproben zeigen bei Zersetzung verschiedene elastische Regionen.