Принцип роботи та застосування термогравіметричного аналізатора Україна

Термогравіметричні аналізатори можуть вимірювати зміну маси речовини під час нагрівання, тим самим аналізуючи термічну стабільність матеріалу. Він широко використовується в багатьох галузях, таких як матеріалознавство та фізика. Ця стаття в основному знайомить із принципом роботи та застосуванням термогравіметричних аналізаторів.

I. Принцип роботи термогравіметричного аналізатора

Термогравіметричний аналізатор в основному складається з наступних частин: ваги, нагрівальна піч, система контролю температури, система контролю атмосфери, система збору та аналізу даних. Основним принципом роботи термогравіметричного аналізатора є вимірювання зміни маси зразка під час нагрівання за допомогою прецизійних ваг. Зразок поміщають у контрольоване нагрівання. У міру підвищення температури зразок зазнає фізичних і хімічних змін, таких як випаровування, розкладання, окислення або відновлення. Записуючи криву зміни маси зразка з температурою (термогравіметрична крива), можна отримати таку інформацію, як термостабільність, склад і характеристики розкладання зразка.

II. Застосування термогравіметричного аналізатора

1. Матеріалознавство

(1) Полімерні матеріали: у дослідженні полімерів термогравіметричні аналізатори використовуються для оцінки термічної стабільності, температури розкладання та залишкової маси полімерів. За допомогою термогравіметричного аналізу можна визначити поведінку полімерів при термічній деградації при різних температурах, тим самим керуючи модифікацією та застосуванням матеріалів.

(2) Композитні матеріали: композитні матеріали зазвичай складаються з кількох компонентів. Термогравіметричний аналіз може допомогти вивчити термостабільність і характеристики розкладання їхніх компонентів, зрозуміти зміни маси кожного компонента під час процесу нагрівання та оптимізувати рецептуру та процес виробництва композитних матеріалів.

2. Хімія і фізика

(1) Неорганічні сполуки. Термогравіметричні аналізатори використовуються в неорганічній хімії для вивчення процесу термічного розкладання таких сполук, як оксиди, карбонати та сульфати металів. За допомогою термогравіметричного аналізу можна визначити температуру розкладання та продукти цих сполук, що забезпечує важливі термодинамічні дані для неорганічних хімічних реакцій.

(2) Дослідження каталізатора: у дослідженні каталізатора термогравіметричний аналіз використовується для оцінки термічної стабільності каталізаторів і вмісту активних компонентів. Термогравіметричний аналіз може допомогти зрозуміти механізм дезактивації каталізаторів в умовах реакції та надати орієнтир для розробки та вдосконалення каталізаторів.

3. Екологія

(1) Обробка твердих відходів: Термогравіметричний аналіз використовується для вивчення характеристик термічного розкладання твердих відходів і оцінки здійсненності та ефективності різних методів обробки відходів. Наприклад, поведінку термічного розкладання сміття під час спалювання сміття можна вивчити за допомогою термогравіметричного аналізу, щоб допомогти оптимізувати процес спалювання.

(2) Аналіз ґрунту та осаду: Термогравіметричні аналізатори також використовуються для аналізу вмісту органічних і неорганічних речовин у ґрунті та осаду, вивчення особливостей термічного розкладання органічної речовини ґрунту та забезпечення наукової основи контролю забруднення навколишнього середовища та рекультивації ґрунту.

Оволодіння принципом дії та методикою застосування термогравіметричних аналізаторів має велике значення для наукової та інженерної практики. Постійно вдосконалюючи та застосовуючи технологію термогравіметричного аналізу, дослідники можуть глибше розуміти термічні властивості матеріалів і сприяти розвитку та інноваціям у суміжних галузях.