Funktionsprinzip und Anwendung des thermogravimetrischen Analysators Deutschland

Thermogravimetrische Analysatoren können die Massenänderung einer Substanz während des Erhitzens messen und so die thermische Stabilität des Materials analysieren. Sie werden in vielen Bereichen wie Materialwissenschaft und Physik häufig eingesetzt. Dieser Artikel stellt hauptsächlich das Funktionsprinzip und die Anwendung thermogravimetrischer Analysatoren vor.

I. Funktionsprinzip des thermogravimetrischen Analysators

Thermogravimetrische Analysatoren bestehen hauptsächlich aus den folgenden Teilen: Waage, Heizofen, Temperaturkontrollsystem, Atmosphärenkontrollsystem, Datenerfassungs- und Analysesystem. Das Grundprinzip thermogravimetrischer Analysatoren besteht darin, die Massenänderung der Probe während der Erhitzung mit einer Präzisionswaage zu messen. Die Probe wird in eine kontrollierte Heizumgebung gebracht. Bei steigender Temperatur erfährt die Probe physikalische und chemische Veränderungen, wie Verflüchtigung, Zersetzung, Oxidation oder Reduktion. Durch Aufzeichnen der Kurve der sich mit der Temperatur ändernden Probenmasse (thermogravimetrische Kurve) können Informationen wie die thermische Stabilität, Zusammensetzung und Zersetzungseigenschaften der Probe gewonnen werden.

II. Anwendung des thermogravimetrischen Analysators

1. Materialwissenschaft

(1) Polymermaterialien: In der Polymerforschung werden thermogravimetrische Analysatoren verwendet, um die thermische Stabilität, Zersetzungstemperatur und Restmasse von Polymeren zu bewerten. Durch thermogravimetrische Analyse kann das thermische Abbauverhalten von Polymeren bei unterschiedlichen Temperaturen bestimmt werden, wodurch die Modifizierung und Anwendung von Materialien gesteuert werden kann.

(2) Verbundwerkstoffe: Verbundwerkstoffe bestehen normalerweise aus mehreren Komponenten. Mithilfe thermogravimetrischer Analysen können die thermische Stabilität und die Zersetzungseigenschaften ihrer Komponenten untersucht, die Massenänderungen jeder Komponente während des Erhitzungsprozesses verstanden und die Formulierung und der Herstellungsprozess von Verbundwerkstoffen optimiert werden.

2. Chemie und Physik

(1) Anorganische Verbindungen: Thermogravimetrische Analysatoren werden in der anorganischen Chemie verwendet, um den thermischen Zersetzungsprozess von Verbindungen wie Metalloxiden, Carbonaten und Sulfaten zu untersuchen. Durch thermogravimetrische Analyse können die Zersetzungstemperatur und -produkte dieser Verbindungen bestimmt werden, was wichtige thermodynamische Daten für anorganische chemische Reaktionen liefert.

(2) Katalysatorforschung: In der Katalysatorforschung wird die thermogravimetrische Analyse verwendet, um die thermische Stabilität von Katalysatoren und den Gehalt an aktiven Komponenten zu bewerten. Die thermogravimetrische Analyse kann helfen, den Deaktivierungsmechanismus von Katalysatoren unter Reaktionsbedingungen zu verstehen und eine Referenz für das Design und die Verbesserung von Katalysatoren zu liefern.

3. Umweltwissenschaften

(1) Behandlung von festem Abfall: Die thermogravimetrische Analyse wird verwendet, um die thermischen Zersetzungseigenschaften von festem Abfall zu untersuchen und die Durchführbarkeit und Effizienz verschiedener Abfallbehandlungsmethoden zu bewerten. Beispielsweise kann das thermische Zersetzungsverhalten von Müll während der Müllverbrennung durch thermogravimetrische Analyse untersucht werden, um den Verbrennungsprozess zu optimieren.

(2) Boden- und Sedimentanalyse: Thermogravimetrische Analysatoren werden auch verwendet, um den organischen und anorganischen Gehalt in Boden und Sediment zu analysieren, das thermische Zersetzungsverhalten von organischer Bodensubstanz zu untersuchen und eine wissenschaftliche Grundlage für die Kontrolle der Umweltverschmutzung und die Bodensanierung zu schaffen.

Die Beherrschung des Funktionsprinzips und der Anwendungsmethode thermogravimetrischer Analysatoren ist für die wissenschaftliche Forschung und die Ingenieurpraxis von großer Bedeutung. Durch die kontinuierliche Verbesserung und Anwendung thermogravimetrischer Analysetechnologie können Forscher ein tieferes Verständnis der thermischen Eigenschaften von Materialien erlangen und die Entwicklung und Innovation verwandter Bereiche fördern.