Che cos'è l'analisi termica differenziale?
L'analisi termica differenziale (DTA) si verifica quando due sostanze sono esposte alle stesse temperature e ai cambiamenti termici nel tempo. Il test include in genere una sostanza di riferimento, di cui è noto il suo comportamento nelle condizioni di temperatura applicate. Un'altra sostanza è soggetta alle stesse temperature e velocità di variazione del riferimento. Il campione può assorbire calore, in genere significa che è più freddo del riferimento o emettere calore quando è più caldo del primo materiale. Con i dati tracciati, i ricercatori possono determinare come reagiscono materiali specifici a determinate temperature e nel tempo.
I materiali di riferimento in genere non si sciolgono o si congelano; devono rimanere in uno stato stabile affinché l'esperimento funzioni. Una tecnica di analisi termica differenziale viene spesso eseguita posizionando ciascun materiale in un contenitore separato. Ogni contenitore si trova di solito in una cavità separata nello stesso spazio. Gli strumenti chiamati termocoppie vengono generalmente utilizzati per registrare le differenze di temperatura tra i due materiali. Le termocoppie sono in grado di rilevare un cambiamento di fase, come fusione o vaporizzazione, come segnale.
Un altro metodo di analisi termica differenziale può essere l'uso di pentole conduttive, con termocoppie attaccate ad esse, all'interno di una fornace. Entrambi i materiali sono più spesso riscaldati allo stesso modo con il tempo quando DTA viene eseguita in questo modo. I risultati del test vengono generalmente registrati utilizzando una curva DTA. Le differenze di temperatura tra i materiali, o una variazione della temperatura nel tempo, possono essere tracciate. Il grafico spesso mostra il calore latente della transizione che si verifica mentre una sostanza cambia da uno stato all'altro; questo di solito fa sì che la temperatura del campione sia temporaneamente inferiore al riferimento.
L'analisi termica differenziale spesso comporta il test di campioni a temperature più elevate rispetto ad altre forme di analisi termica. Può essere condotto con materiali come metallo, ceramica, vetro e ceramica. I materiali di riferimento che vengono spesso utilizzati includono carburo di silicio e alluminio. Gli standard di riferimento liquidi a volte includono olio di silicio.
La tecnologia nel 21 ° secolo ha combinato l'analisi termica differenziale con la capacità di rilevare la perdita di massa del materiale e le variazioni di temperatura. I programmi software possono monitorare automaticamente il processo e registrare le misurazioni. Prima di un test, gli strumenti per l'analisi termica differenziale devono generalmente essere calibrati. Una procedura di calibrazione separata esegue materiali noti per rispondere in modo particolare su determinati intervalli di temperatura. Le normative locali e regionali possono guidare il processo di calibrazione per analisi termiche differenziali in applicazioni farmaceutiche, alimentari o ambientali.