1.TMA测量模式 图4-23为常用的TMA测量模式示意图（箭头表示探头作用方向）。
图4-23 常用的TMA测量模式示意图
（1）压缩或膨胀。压缩或膨胀模式是在两面平行的试样上覆盖一片石英玻璃圆片，以使压缩应力均匀。当试样温度升高时，试样的膨胀推动探头向上移动，探头的尺寸一般与试样直径差不多。探头与试样接触时，施加到试样上的压力可以由施加的负荷大小调节。测定试样的线膨胀系数时，施于试样上的压力近于零，但在测定压缩时的温度—形变曲线时则需要添加适当的负荷。膨胀模式探头适合测定材料的线膨胀系数。
（2）针入模式。这种探头与试样接触的一端不呈平面状，而是采用直径1mm的圆头针形探头。将探头插入到试样深度1mm时的温度，定义为软化温度。
这种模式通常用来测定试样在负载下软化或形变开始的温度。通常用球点探头作针入测试，开始时球点探头仅与试样上的很小面积接触，加热时如果试样软化，则探头逐渐深入试样，接触面积增大，形成球形凹痕，导致测试过程中压缩应力下降。
TMA测试是膨胀还是针入取决于所施加的力和样品的刚度。例如，石英晶体，即使施加1N的力，测得的始终是无形变的膨胀曲线。而巧克力，即使施加0.01N的力，仅在熔融前的固态可观察到膨胀；熔融时由于刚度下降，液体即发生形变。
对于熔融测试，可将试样夹在两片石英圆片中。试样熔融时往往发生形变。金属样品一般需要施加较大的力（如0.5N）才能使熔体挤出，因为必须使表面氧化层发生形变。
（3）三点弯曲。这种模式非常适合于压缩模式，适用于不会呈现可测量形变的硬材料，如纤维增强塑料或金属。
（4）拉伸模式。该模式适用于测量纤维或薄膜状的试样。将薄膜状样品放在专用夹具上，装配上、下夹头，并在室温下固定长度，然后将装有夹头的试样放在内外套管之间。外套管固定在主机架上，内套管上端施加荷重，测量试样在等速升温下的温度—形变曲线。由于试样随温度的增加，模量有所下降并产生膨胀，因此曲线开始部分形变有所增加。当温度升高到接近试样的软化温度时，分子链段开始运动，模量急剧下降，形变大大增加，曲线出现拐点。因此，此法可用来测定软化温度。
图4-24 DLTMA模式测试方法
2.DLTMA测量模式 在DLTMA测量模式，施加于试样的力呈周期性变化，如图4-24所示。施加于试样的力在F1和F2之间交替变化，并具有一定的周期。力的大小和周期长短由程序方法设定。
杨氏模量E等于机械应力与相对膨胀之比。压缩模式中，杨氏模量E可用式（4-5）表示：
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三点弯曲模式中，杨氏模量E为：
式中：ΔF——DLTMA的两个力之差；
A——试样的截面积；
L0——原始厚度；
ΔL——负载变化产生的形变；
l——支架缺口距离；
a——试样厚度；
b——试样宽度。
完全弹性的样品，如钢弹簧，在变化的负载下形变无滞后，而黏弹性材料如聚合物，在玻璃化转变过程中，由于松弛往往呈现显著的时间依赖性，如图4-25所示。
对于同一样品，当所施加的力很小，如0.01N，这时记录的是膨胀曲线；而当施加的力较大时，得到的是形变曲线。图4-26是对同一样品测试后得到的TMA和DLTMA曲线。对于TMA曲线，当温度升高时，在几乎可忽略的压缩应力0.01N下测量得到的是由于试样热膨胀而厚度增加的膨胀曲线；在大应力0.5N下测量得到的是由于试样软化而导致探头逐渐深入试样的形变曲线。对于DLTMA曲线，即对试样施加小的周期性力，得到的是膨胀曲线；施加大的周期性力，得到的是形变曲线。
图4-25 完全弹性的钢弹簧（方形）和黏弹性的PVC
（聚氯乙烯）试样（曲形线）的等温DLTMA曲线
图4-26 TMA膨胀、针入曲线（上）与DLTMA曲线（下）
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