6 آنالیز حرارتی معروف (انواع و روش ها)

تاریخ انتشار:14 آبان 1396

تعداد بازدید:[post-views]

دسته بندی: مقالات مفید

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

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

۳.۶۷ از ۵

برچسب ها :TGA، آنالیز، آنالیز DSC، آنالیز حرارتی

عضویت در خبرنامه برای دریافت کدهای تخفیف و اطلاع از جشنواره ها و محصولات جدید در خبرنامه تمادکالا عضو شوید.

مقاله های تمادکالا

آشکارساز STEM در میکروسکوپ SEM (مقاله توضیحی)

4 مرداد 1396

درخواست آنالیز SEM آشکارساز STEM) Scanning transmission electron microscopy) در SEM: STEM یک قابلیت برای ترکیب اصول مورد استفاده در TEM و SEM است. این آشکارساز یک تکنیک معروف برای آزمایشگاه‌هایی است که دستگاه TEM ندارند. دقت شود که آشکارساز و میکروسکوپ STEM با یکدیگر تفاوت دارند. آشکارسازهای STEM با اتصال به سیستم های SEM،FIB-SEM یا FESEM […]

آمونیوم دی کرومات چیست؟

19 آذر 1399

آمونیوم دی کرومات چیست؟ آمونیوم دی کرومات یک ترکیب عالی با فرمول شیمیایی NH4)2Cr2O7‎) است. این ماده با جرم مولی 252.07 g/mol و چگالی 2.115 g/cm3 در الکل و استون انحلال پذیر است. شکل ظاهری آمونیوم دی کرومات کریستال های نارنجی تا قرمز رنگ بوده و به دلیل وجود کروم با عدد اکسایش 6+، آن […]

مواد شیمیایی صنعت فرش

17 فروردین 1398

همانطور که برای تهیه هر غذایی به موادی خاص نیاز است، برای بافتن یک قالی هم به مواد اولیه احتیاج داریم. از جمله مواد به کار رفته در بافت قالی، عبارتند از: فروش مواد شیمیایی قالی دست بافت: 1-پشم، 2-پنبه، 3-ابریشم قالی ماشینی: 1- الیاف مصنوعی (مانند پلی استر و ریون) مواد شیمیایی مورد استفاده […]

مقایسه آنالیز TEM و HR-TEM

23 آبان 1397

امروزه میکروسکوپ الکترونی عبوری به دلیل قدرت تفکیک و بزرگنمایی بسیار بالا مورد توجه بسیاری از پژوهشگران برای تحقیقات پیشرفته در حوزه های علوم مختلف قرار گرفته است. در مقاله پیش رو تلاش شده است تا دو نوع میکروسکوپ الکترونی عبوری و الکترونی عبوری با رزولوشن بالا پس از معرفی مختصر، مقایسه شوند تا پژوهشگران […]