Co to jest różnicowa analiza termiczna?
Różnicowa analiza termiczna (DTA) zachodzi, gdy dwie substancje są narażone na te same temperatury i zmiany termiczne w czasie. Badanie zazwyczaj obejmuje substancję odniesienia, której zachowanie jest znane w zastosowanych warunkach temperaturowych. Inna substancja podlega tym samym temperaturom i szybkościom zmian co substancja odniesienia. Próbka może albo absorbować ciepło, co ogólnie oznacza, że jest chłodniejszy niż referencyjny, lub emitować ciepło, gdy jest gorętszy niż pierwszy materiał. Na podstawie wykreślonych danych badacze mogą określić, w jaki sposób określone materiały reagują w określonych temperaturach, a także w czasie.
Materiały odniesienia zwykle nie topią się ani nie zamrażają; muszą pozostawać w stałym stanie, aby eksperyment mógł działać. Technikę różnicowej analizy termicznej często wykonuje się przez umieszczenie każdego materiału w osobnym pojemniku. Każdy pojemnik znajduje się zwykle w osobnej wnęce w tej samej przestrzeni. Przyrządy zwane termoparami są zwykle używane do rejestrowania różnic temperatur między oboma materiałami. Termopary mogą wykryć zmianę fazy, taką jak stopienie lub odparowanie, jako sygnał.
Inną metodą różnicowej analizy termicznej może być zastosowanie paneli przewodzących z przymocowanymi do nich termoparami wewnątrz pieca. Oba materiały są częściej ogrzewane jednakowo z czasem, gdy przeprowadzane jest DTA w ten sposób. Wyniki testu są zazwyczaj rejestrowane za pomocą krzywej DTA. Można wykreślić różnice temperatur między materiałami lub zmianę temperatury w czasie. Wykres często przedstawia utajone ciepło przejścia, które zachodzi, gdy substancja zmienia się z jednego stanu do drugiego; zwykle powoduje to, że temperatura próbki jest chwilowo niższa niż wartość odniesienia.
Różnicowa analiza termiczna często obejmuje testowanie próbek w wyższych temperaturach niż inne formy analizy termicznej. Można go prowadzić z materiałami takimi jak metal, ceramika, szkło i ceramika. Często stosowanymi materiałami odniesienia są węglik krzemu i aluminium. Płynne wzorce odniesienia czasem obejmują olej silikonowy.
Technologia XXI wieku połączyła różnicową analizę termiczną ze zdolnością do wykrywania utraty masy materiału, a także zmiany temperatury. Programy mogą automatycznie monitorować proces i rejestrować pomiary. Przed badaniem przyrządy do różnicowej analizy termicznej zazwyczaj muszą zostać skalibrowane. Oddzielna procedura kalibracji obejmuje materiały, o których wiadomo, że reagują w określony sposób w danych zakresach temperatur. Lokalne i regionalne przepisy mogą kierować procesem kalibracji do różnicowej analizy termicznej w zastosowaniach farmaceutycznych, spożywczych lub środowiskowych.