Vad är differentiell termisk analys?
Differenstermisk analys (DTA) sker när två ämnen utsätts för samma temperaturer och termiska förändringar över tid. Testet inkluderar typiskt ett referensämne, av vilket dess beteende är känt under de applicerade temperaturförhållandena. Ett annat ämne utsätts för samma temperaturer och förändringshastigheter som referensen. Provet kan antingen absorbera värme, vilket generellt betyder att det är svalare än referensen, eller avger värme när det är varmare än det första materialet. Med de data som planeras kan forskare bestämma hur specifika material reagerar vid vissa temperaturer, liksom över tid.
Referensmaterial smälter eller fryser vanligtvis inte; de måste förbli i ett stabilt tillstånd för att experimentet ska fungera. En differentiell termisk analysteknik görs ofta genom att placera varje material i en separat behållare. Varje behållare är vanligtvis i ett separat hålrum i samma utrymme. Instrument som kallas termoelement används vanligtvis för att registrera temperaturskillnader mellan båda materialen. Termoelementen kan upptäcka en förändring i fas, såsom smältning eller förångning, som en signal.
En annan metod för differentiell termisk analys kan vara användningen av ledande kokkärl, med termokopplar fästa vid dem, inuti en ugn. Båda materialen värms ofta lika med tiden när DTA utförs på detta sätt. Resultaten av testet registreras vanligtvis med en DTA-kurva. Skillnader i temperatur mellan materialen eller en temperaturförändring över tid kan plottas. Grafen visualiserar ofta latent övergångsvärme som uppstår medan ett ämne ändras från ett tillstånd till ett annat; detta gör att provets temperatur tillfälligt är lägre än referensen.
Differentiell termisk analys innefattar ofta testning av prover vid högre temperaturer än andra former av termisk analys. Det kan ledas med material som metall, keramik, glas och keramik. Referensmaterial som ofta används inkluderar kiselkarbid och aluminium. Flytande referensstandarder inkluderar ibland kiselolja.
Teknologi under 2000-talet har kombinerat differentiell termisk analys med förmågan att upptäcka förlust i materialmassa såväl som temperaturförändring. Programvaror kan automatiskt övervaka processen och spela in mätningarna. Innan ett test måste instrument för differentiell termisk analys i allmänhet kalibreras. En separat kalibreringsprocedur kör material som är kända för att reagera på ett visst sätt över givna temperaturintervall. Lokala och regionala bestämmelser kan vägleda kalibreringsprocessen för differentiell termisk analys i läkemedels-, livsmedels- eller miljöapplikationer.