6 آنالیز حرارتی معروف (انواع و روش ها)

دانلود فایل PDF مقاله

آنالیز گرمایی (Thermal analysis) به روش­ هایی گفته می­شود که مشخصات یا تغییرات مشخصات مواد در اثر حرارت را اندازه ­گیری می‌کنند. آنالیز گرمایی واکنش‌های مواد در مقابل جریان انرژی حرارتی در داخل یا خارج مواد جامد را بررسی می­کند. به این واکنش‌ها تحولات حرارتی می‌گویند. تحولات حرارتی ممکن در یک ماده جامد را می‌توان با افزایش حرارت آن از صفر مطلق (صفر کلوین) مورد بررسی قرار داد. مشخصات قابل تغییر، بعد، جرم، حالت و رفتار مکانیکی هستند. روش‌های آنالیز حرارتی نسبتاً ساده‌اند زیرا تغییر دادن دمای نمونه در مقایسه با بررسی نمونه توسط پرتو ایکس پرانرژی و پرتو­های الکترونی یا یونی در روش ­های طیف­ سنجی، از پیچیدگی کمتری برخوردار است. انواع این روش ها عبارتند از : وزن­ سنجی حرارتی (TGA) ، آنالیز حرارتی افتراقی (DTA) و کالری­ سنجی روبشی افتراقی (DSC) بیشتر برای بررسی تجزیه مواد از طریق ثبت و ردیابی تغییر جرم آن در اثر دما به ­کار می‌رود. DSC و DTA  به­ طور گسترده­ برای بررسی تغییرات فازی مواد به­ کار می‌روند. در جدول زیر روش ­های متداول آنالیز حرارتی فهرست شده است.

تفسیر آنالیز DSC

روش نام اختصاری اندازه­ گیری
وزن­ سنجی حرارتی TGA تغییر جرم
آنالیز حرارتی افتراقی DTA اختلاف دما
کالری­ سنجی روبشی افتراقی DSC شار حرارتی
انبساط­ سنج تغییر طول یا حجم
آنالیز ترمومکانیکی TMA تغییر شکل
آنالیز مکانیکی پویا DMA تغییر شکل

تفسیر آنالیز TGA

در صفر مطلق، ماده جامد فاقد هرگونه انرژی حرارتی است، به این معنا که اتم‌هایش ایستا هستند. هیچ نوع ارتعاش یا گردشی در پیوند­های اتمی آن وجود ندارد. در اثر افزایش دما، انرژی حرارتی جذب شده در ماده جامد موجب افزایش ارتعاشات و گردش پیوند­های اتمی آن می‌شود. زمانی­ که میدان نوسان ارتعاشات به سطح مشخصی می‌رسد، در صورتی­که ماده جامد در محیط خنثی و بی­اثر قرار داشته باشد، می‌توان شاهد تغییراتی در ماده جامد بود که عبارتند از : تغییر فاز ماده جامد، تبدیل شیشه‌ای، ذوب شدن، تصعید و تجزیه حرارتی.

دریافت مشاوره رایگان آنالیز
 

6 آنالیز حرارتی معروف

تغییر فاز ماده جامد برای جامداتی روی می­دهد که در دماهای مختلف دارای حالت­ های بلوری متفاوت است. برای مثال، آهن خالص در زمانی که دما به 912 درجه سانتی‌گراد می‌رسد، ساختار بلوری خود را از مکعبی مرکزدار (bcc) به مکعبی سطوح مرکزدار (fcc) تغییر می‌دهد. در مواد جامد غیر­بلوری (آمورف)، تبدیل شیشه‌ای رخ می­دهد. ماده جامد سخت غیر­بلوری با افزایش دما ممکن است به ماده جامد لاستیک مانند، تبدیل شود. تبدیل شیشه‌ای یکی از مشخصات مهم مواد پلیمری است. ذوب شدن به معنای تحول ماده از جامد به مایع و تصعید به معنای تحول ماده از جامد به گاز است.

تجزیه حرارتی به تغییر ماده جامدی گفته می‌شود که دارای بیش از یک نوع اتم یا مولکول است. با افزایش دما، پیوند اتم‌ها به قدری ضعیف می‌شود که اجزای خاصی از ماده جامد به فضای اطراف آزاد می‌شود و بقیه اجزاء موجب شکل­ گیری نوع جدیدی از ماده جامد می‌شوند. برای مثال، 3CaCO در محدوده دمای مشخصی به CaO جامد و 2CO گازی تجزیه می­شود. جدول2 نشان­ دهنده تحولات حرارتی خاصی است که ممکن است در اثر گرما دادن ماده جامد A در اتمسفر خنثی به وجود آید. جریان گرما بین ماده جامد و فضای اطراف آن در دمای خاص، به عنوان تغییر آنتالپی ( در جدول2 عنوان شده است. تغییر آنتالپی، گرمای جریان یافته به درون یا بیرون ماده جامد را در فشار ثابتی اندازه­ گیری می‌کند. به­ طور معمول، تحولات حرارتی ایجاد شده در فضای دارای فشار ثابت، در دستگاه­ های آنالیز حرارتی بررسی و آنالیز می‌شوند.

 
تحول حرارتی واکنش جریان گرما تغییر جرم در جامد
تغییر شکل فاز جامد (جامد β)A (جامد α)A + یا – خیر
انتقال شیشه ­ای (لاستیک)A (شیشه)A خیر خیر
ذوب (مایع)A (جامد)A + خیر
تصعید (گاز)A (جامد)A + بله
تجزیه حرارتی (گاز)C + (جامد)B (جامد)A + یا – بله

 

 

عاملهای تجربی موثر در نتایج آنالیزهای حرارتی (آنچه باید قبل از انجام آنالیز حرارتی بدانید)

آنالیز حرارتی TGA-DTA

آنالیز DSC

 

به محتوای این صفحه امتیاز دهید


مقاله های تمادکالا

محیط کشت (Potato Dextrose Agar (PDA یا سیب زمینی دکستروز آگار برای پرورش قارچ ها  و مخمرهای مهم از نظر بالینی مورد استفاده قرار می گیرد. محیط کشت PDA یک محیط کشت غنی و کلی برای انواع مخمرها و قارچ ها است و برای جلوگیری از رشد باکتری ها می تواند حاوی آنتی بیوتیک و […]

اکثر باکتری‌ها توانایی تخمیر کربوهیدرات ها، به ویژه قندها را دارند. معمولاً هر باکتری فقط می تواند برخی از قندها را تخمیر کند. بنابراین، قندهایی که یک باکتری می تواند آنها را تخمیر کند و قندهایی که نمی تواند از ویژگی های آن باکتری است و بنابراین معیار مهمی برای شناسایی آن است. آگار سه […]

تیترازول یا محلول استاندارد با نقطه ذوب ۱۵۵ تا ۱۵۷ درجه سانتی گراد با فرمول شیمیایی (CH2N4) یک پودر کریستالی زرد رنگ روشن و بی بو است و در حرارت دادن تجزیه می­شود و دود نیتروژن سمی از آن آزاد می­شود. تیترازول­ها در فرآیند­های صنعتی و مصنوعی از اهمیت بالایی برخوردار هستند. یکی از مشتقات […]

کاربرد و انواع دستکش کار یکی از ضروریات هر کار ، ایجاد ایمنی کار است. هرکاری با توجه به خطراتی که افراد را تحدید می‌کند، لوازم ایمنی خود را دارد. برای مثال یک آتش نشان با توجه به اینکه وارد محیطی خطرناک می‌شود و تحت تاثیر شعله های آتش قرار می‌گیرد ، باید لباس و […]

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

برخی از مشتریان تمادکالا