Особенности термического анализа свойств материалов

Развитие человеческой цивилизации справедливо связывают с умением обращаться с огнем. Научившись изменять при помощи нагревания свойства различного сырья и продуктов, древние люди получили посуду, орудия труда и охоты, строительные материалы, стали лучше питаться.

Современный уровень развития технологий позволяет при помощи температурной обработки создавать новые материалы, обнаруживать ранее неизвестные их свойства и находить им применение как в земных, так и в космических условиях.

Для изучения этих свойств используют различные методы физико-химических исследований, одним из которых является термический анализ.

Виды термического анализа

В ходе воздействия энергии теплоты материалы могут менять массу, агрегатное состояние, полимеризоваться, спекаться, выделять газовую фазу, разлагаться поглощать или выделять тепло.

В списке измеряемых показателей не только температура и количество теплоты, но также:

• энтальпия (состояние термодинамической системы);
• механические свойства (плотность, вязкость, растяжимость, упругость и др);
• оптические свойства;
• намагничивание;
• проводимость и другие.

Поэтому среди видов термического анализа используют калориметрию, термогравиметрию, дилатометрию и прочие методы в зависимости от поставленных перед исследователями задач.

Важная особенность

Технический результат термического анализа выдается в виде термограмм (кривых нагревания) и соответствующих измерений других показателей, характеризующих систему.

На этих сложных графиках одновременно могут присутствовать несколько видов линий, демонстрирующих изменения в образцах с течением времени и в зависимости от степени нагрева.

По ним определяются моменты критических изменений в составе или состоянии образца. Например, резкая потеря массы образца бетона становится следствием выгорания части компонентов.

Оборудование для термического анализа

Оснащение лабораторий, занимающихся материаловедением, может существенно различаться в зависимости от важности и сложности задач. Часть из них решается при помощи обычных весов, сушильных шкафов, термопары, вакуумного насоса, для других требуются самые современные разработки точного электронного приборостроения.