थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषक का कार्य सिद्धांत और अनुप्रयोग भारत

थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषक हीटिंग के दौरान किसी पदार्थ के द्रव्यमान परिवर्तन को माप सकते हैं, जिससे सामग्री की थर्मल स्थिरता का विश्लेषण किया जा सकता है। इसका व्यापक रूप से सामग्री विज्ञान और भौतिकी जैसे कई क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। यह लेख मुख्य रूप से थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषक के कार्य सिद्धांत और अनुप्रयोग का परिचय देता है।

I. थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषक का कार्य सिद्धांत

थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषक में मुख्य रूप से निम्नलिखित भाग होते हैं: संतुलन, हीटिंग भट्टी, तापमान नियंत्रण प्रणाली, वातावरण नियंत्रण प्रणाली, डेटा अधिग्रहण और विश्लेषण प्रणाली। थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषक का मूल सिद्धांत एक सटीक संतुलन द्वारा हीटिंग के दौरान नमूने के द्रव्यमान परिवर्तन को मापना है। नमूना एक नियंत्रित हीटिंग वातावरण में रखा जाता है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, नमूना भौतिक और रासायनिक परिवर्तनों से गुजरता है, जैसे कि वाष्पीकरण, अपघटन, ऑक्सीकरण या कमी। तापमान (थर्मोग्रैविमेट्रिक वक्र) के साथ बदलते नमूने के द्रव्यमान के वक्र को रिकॉर्ड करके, नमूने की थर्मल स्थिरता, संरचना और अपघटन विशेषताओं जैसी जानकारी प्राप्त की जा सकती है।

II. थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषक का अनुप्रयोग

1. पदार्थ विज्ञान

(1) पॉलिमर सामग्री: पॉलिमर अनुसंधान में, थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषक का उपयोग पॉलिमर की थर्मल स्थिरता, अपघटन तापमान और अवशिष्ट द्रव्यमान का मूल्यांकन करने के लिए किया जाता है। थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषण के माध्यम से, विभिन्न तापमानों पर पॉलिमर के थर्मल गिरावट व्यवहार को निर्धारित किया जा सकता है, जिससे सामग्रियों के संशोधन और अनुप्रयोग का मार्गदर्शन किया जा सकता है।

(2) मिश्रित सामग्री: मिश्रित सामग्री आमतौर पर कई घटकों से बनी होती है। थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषण उनके घटकों की थर्मल स्थिरता और अपघटन विशेषताओं का अध्ययन करने, हीटिंग प्रक्रिया के दौरान प्रत्येक घटक के द्रव्यमान परिवर्तनों को समझने और मिश्रित सामग्रियों के निर्माण और निर्माण प्रक्रिया को अनुकूलित करने में मदद कर सकता है।

2. रसायन विज्ञान और भौतिकी

(1) अकार्बनिक यौगिक: अकार्बनिक रसायन विज्ञान में थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषक का उपयोग धातु ऑक्साइड, कार्बोनेट और सल्फेट जैसे यौगिकों की थर्मल अपघटन प्रक्रिया का अध्ययन करने के लिए किया जाता है। थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषण के माध्यम से, इन यौगिकों के अपघटन तापमान और उत्पादों को निर्धारित किया जा सकता है, जो अकार्बनिक रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए महत्वपूर्ण थर्मोडायनामिक डेटा प्रदान करता है।

(2) उत्प्रेरक अनुसंधान: उत्प्रेरक अनुसंधान में, उत्प्रेरक की ऊष्मीय स्थिरता और सक्रिय घटकों की सामग्री का मूल्यांकन करने के लिए थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषण का उपयोग किया जाता है। थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषण प्रतिक्रिया स्थितियों के तहत उत्प्रेरक के निष्क्रियण तंत्र को समझने में मदद कर सकता है और उत्प्रेरक के डिजाइन और सुधार के लिए एक संदर्भ प्रदान कर सकता है।

3. पर्यावरण विज्ञान

(1) ठोस अपशिष्ट उपचार: ठोस अपशिष्ट की ऊष्मीय अपघटन विशेषताओं का अध्ययन करने और विभिन्न अपशिष्ट उपचार विधियों की व्यवहार्यता और दक्षता का मूल्यांकन करने के लिए थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषण का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, कचरे के भस्मीकरण के दौरान कचरे के ऊष्मीय अपघटन व्यवहार का अध्ययन थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषण द्वारा किया जा सकता है ताकि भस्मीकरण प्रक्रिया को अनुकूलित करने में मदद मिल सके।

(2) मिट्टी और तलछट विश्लेषण: थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषक का उपयोग मिट्टी और तलछट में कार्बनिक और अकार्बनिक सामग्री का विश्लेषण करने, मिट्टी के कार्बनिक पदार्थों के थर्मल अपघटन व्यवहार का अध्ययन करने और पर्यावरण प्रदूषण नियंत्रण और मिट्टी के उपचार के लिए वैज्ञानिक आधार प्रदान करने के लिए भी किया जाता है।

थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषक के कार्य सिद्धांत और अनुप्रयोग विधि में महारत हासिल करना वैज्ञानिक अनुसंधान और इंजीनियरिंग अभ्यास के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषण तकनीक में लगातार सुधार और आवेदन करके, शोधकर्ता सामग्रियों के थर्मल गुणों की गहरी समझ प्राप्त कर सकते हैं और संबंधित क्षेत्रों के विकास और नवाचार को बढ़ावा दे सकते हैं।