Метод термічного аналізу

Суть методу полягає в одночасному вимірюванні зміни темпера­тури та градієнта температур за допомогою інтегральної та диференціальної термопар.

У вимірювальний комірці (рис.13) зразок 1іеталон 2розміщені на осьовій лініїпечі b, що забезпечує ідентичний тепловий режим.

Подвійний диференціальний запис термопар 3i 7 завдяки малій масі речовини (до 3 г) дає змогу отримати чіткі екстремальні криві на термограмі (рис. 14).

Рис. 13. Комірка термічного аналізу:1 – зразок; 2 – еталон; 3,7 – термопари; 4 – теплоізоляційний матеріал 5 – захисні ковпачки; 6 – нагрівна піч.   Рис. 14. Термограма.  

Теплоізоляція торців печі забезпечує відсутність поздовжнього градієнта температури, що є необхідною умовою використання кутової залежності лінійних ділянок термограми для розрахунку теплоємності зразка.

Стаібільність роботи термопар зумовлена відсутністю безпосереднього контакту з розплавом; захисні ковпачки 5 товщиною 0,2 мм для зразка й еталона не вносить суттєвого спотворення в температурне поле. Комірки розділені теплоізляційним матеріалом 4.Лінійний хідтемператури забезпечується автоматичною системою регулювання, що задає певну швидкість нагріву та охолодження.

Питому теплоту плавлення qзразка розраховують за формулою

де т i М – відповідно маса еталона та зразка; S_e i S_x – площі диференціальних піків.

Зміна piзниці температури між точками плавления зразка та еталона впливає на величину піка, що викликає необхідність введення перерахункового коефіцієнта х= 1+0,00058 . Тоді

(37)

Виразом (37) користуються за умови рівності коефіцієнтів в рівняннях

Рівність коефіцієнтів досягається при відповідних геометричних параметрах. Для зменшення похибок при розрахунку теплових ефектів за допомогою термограм площі на термограмах необхідно

зводити до площ з однаковим значенням k за формулою

де S' — зведена площа; S" — площа термограми; і —відхилення лінійної ділянки диференціального запису від нульової лінії поблизу плавлення еталона i зразка. Остаточний вираз для визначення питомої теплоємності зразка:

У загальному випадку, коли хімічний склад зразка невідомий, рівняння для визначення теплоємності має вигляд

де — швидкість нaгpiвy; — відхилення диференціальної кри­вої від нульового положення; — теплоємність зразка при . У цьому випадку до зразка додають певну кількість xімічно індиферентної речовини з відомою теплоємністю i шляхом математичної обробки даних термограм чистого зразка i приготованої cyміші розраховують с_Рзразка:

Згідно з правилом адитивності фізичних cyмішей, запишемо,

де n — вагова доля вихідного зразка в cyміші – теплоємність розчинника.

Виходячи з наведених міркувань, отримаємо

(38)

Значения i беруть із термічних кривих, n – довільне.

Дата добавления: 2015-05-26