Τι είναι η διαφορική θερμική ανάλυση;

Η διαφορική θερμική ανάλυση (DTA) εμφανίζεται όταν δύο ουσίες εκτίθενται στις ίδιες θερμοκρασίες και θερμικές αλλαγές με την πάροδο του χρόνου.Η δοκιμή περιλαμβάνει συνήθως μια ουσία αναφοράς, της οποίας η συμπεριφορά της είναι γνωστή υπό τις εφαρμοσμένες συνθήκες θερμοκρασίας.Μια άλλη ουσία υποβάλλεται στις ίδιες θερμοκρασίες και τα ποσοστά αλλαγής με την αναφορά.Το δείγμα μπορεί είτε να απορροφήσει τη θερμότητα, γενικά σημαίνει ότι είναι πιο δροσερό από την αναφορά, είτε εκπέμπει θερμότητα όταν είναι θερμότερο από το πρώτο υλικό.Με τα δεδομένα που σχεδιάζονται, οι ερευνητές μπορούν να καθορίσουν τον τρόπο με τον οποίο αντιδρούν συγκεκριμένα υλικά σε ορισμένες θερμοκρασίες, καθώς και με την πάροδο του χρόνου.

Τα υλικά αναφοράς συνήθως δεν λιώνουν ή παγώνουν.Πρέπει να παραμείνουν σε σταθερή κατάσταση για να λειτουργήσει το πείραμα.Μια τεχνική διαφορικής θερμικής ανάλυσης γίνεται συχνά τοποθετώντας κάθε υλικό σε ξεχωριστό δοχείο.Κάθε δοχείο είναι συνήθως σε ξεχωριστή κοιλότητα στον ίδιο χώρο.Τα όργανα που ονομάζονται θερμοστοιχεία χρησιμοποιούνται γενικά για την καταγραφή διαφορών θερμοκρασίας μεταξύ των δύο υλικών.Τα θερμοστοιχεία μπορούν να ανιχνεύσουν μια αλλαγή στη φάση, όπως η τήξη ή η εξάτμιση, ως σήμα.

Μια άλλη μέθοδος διαφορικής θερμικής ανάλυσης μπορεί να είναι η χρήση αγώγιμων τηγανιών, με θερμοστοιχεία που συνδέονται με αυτά, μέσα σε ένα φούρνο.Και τα δύο υλικά είναι πιο συχνά θερμαίνονται εξίσου με το χρόνο που εκτελείται το DTA έτσι.Τα αποτελέσματα της δοκιμής καταγράφονται τυπικά χρησιμοποιώντας μια καμπύλη DTA.Οι διαφορές στη θερμοκρασία μεταξύ των υλικών ή η αλλαγή της θερμοκρασίας με την πάροδο του χρόνου μπορούν να γραφτούν.Το γράφημα συχνά απεικονίζει λανθάνουσα θερμότητα μετάβασης που συμβαίνει ενώ μια ουσία αλλάζει από τη μία κατάσταση στην άλλη.Αυτό συνήθως προκαλεί προσωρινά τη θερμοκρασία του δείγματος μικρότερη από την αναφορά.

Η διαφορική θερμική ανάλυση συχνά περιλαμβάνει τη δοκιμή δειγμάτων σε υψηλότερες θερμοκρασίες από άλλες μορφές θερμικής ανάλυσης.Μπορεί να διεξαχθεί με υλικά όπως μέταλλο, κεραμικά, γυαλί και κεραμικά.Τα υλικά αναφοράς που χρησιμοποιούνται συχνά περιλαμβάνουν καρβίδιο πυριτίου και αλουμίνιο.Τα πρότυπα αναφοράς υγρών μερικές φορές περιλαμβάνουν λάδι πυριτίου.

Η τεχνολογία στον 21ο αιώνα έχει συνδυάσει τη διαφορική θερμική ανάλυση με την ικανότητα ανίχνευσης απώλειας της υλικής μάζας καθώς και της αλλαγής της θερμοκρασίας.Τα προγράμματα λογισμικού μπορούν να παρακολουθούν αυτόματα τη διαδικασία και να καταγράψουν τις μετρήσεις.Πριν από μια δοκιμή, τα όργανα για τη διαφορική θερμική ανάλυση πρέπει γενικά να βαθμονομηθούν.Μια ξεχωριστή διαδικασία βαθμονόμησης εκτελεί υλικά που είναι γνωστά για να ανταποκρίνονται σε ένα συγκεκριμένο τρόπο σε σχέση με τις δεδομένες περιοχές θερμοκρασίας.Οι τοπικοί και περιφερειακοί κανονισμοί μπορούν να καθοδηγήσουν τη διαδικασία βαθμονόμησης για διαφορική θερμική ανάλυση σε φαρμακευτικές, τροφές ή περιβαλλοντικές εφαρμογές.