يعد التحليل الحراري تقنية قوية تستخدم في علم المواد لتحديد خصائص المواد أثناء تعرضها لتغيرات في درجة الحرارة. يتضمن إخضاع مادة العينة للتدفئة أو التبريد المتحكم فيه ومراقبة استجابتها. أحد التطبيقات الرئيسية للتحليل الحراري هو فصل وتوصيف المكونات أو المراحل المختلفة داخل المادة.
فصل المواد بواسطة التحليل الحراري
- هناك عدة طرق لفصل المواد عن طريق التحليل الحراري ، كل منها يعتمد على الخصائص الحرارية الفريدة للمكونات. أحد الأساليب الشائعة الاستخدام هو قياس المسعر التفاضلي (DSC) ، والذي يقيس تدفق الحرارة داخل العينة أو خارجها عندما تخضع لتغيرات درجة الحرارة. من خلال تسخين خليط ، يمكن للمكونات المختلفة أن تظهر أحداثًا حرارية مميزة مثل انتقالات الطور أو التحلل ، مما يسمح بفصلها بناءً على سلوكها الحراري المميز.
- تتضمن تقنية أخرى ، تُعرف باسم التحليل الحراري الوزني (TGA) ، قياس تغيرات وزن العينة عند تسخينها. قد يكون للمكونات المختلفة ثبات حراري مختلف أو تخضع للتحلل في درجات حرارة مختلفة ، مما يؤدي إلى أنماط فقدان وزن مميزة. يسمح هذا بتحديد وفصل المواد المختلفة بناءً على ملفات التحلل الحراري الخاصة بها.
- بالإضافة إلى DSC و TGA ، يمكن أيضًا استخدام تقنيات التحليل الحراري الأخرى مثل التحليل الميكانيكي الحراري (TMA) والتحليل الميكانيكي الديناميكي (DMA) وتحليل الغازات المتصاعدة (EGA) لفصل المواد وتوصيفها بناءً على استجاباتها للمنبهات الحرارية.
- بمجرد فصل المواد عن طريق التحليل الحراري ، يمكن استخدام تقنيات توصيف أخرى مثل التحليل الطيفي أو الفحص المجهري أو اللوني لتحديد المكونات الفردية وتحديد خصائصها.
- تلعب القدرة على فصل المواد من خلال التحليل الحراري دورًا مهمًا في مختلف مجالات البحث والصناعة. إنه يتيح تحديد الشوائب ، وتحليل المخاليط المعقدة ، وتحديد الاستقرار الحراري ، وفهم انتقالات الطور. هذه المعرفة ضرورية لتطوير وتحسين المواد ، بدءًا من الأدوية والبوليمرات إلى المعادن والسيراميك.
في الختام يتم فصل المواد عن طريق التحليل الحراري من خلال استغلال خواصها الحرارية المميزة. من خلال إخضاع عينة للتدفئة أو التبريد المتحكم فيه ومراقبة استجابتها الحرارية ، يمكن تحديد المكونات المختلفة وتوصيفها ، مما يمهد الطريق لفهم أعمق للمواد وسلوكها.
