Η βασική διαφορά μεταξύ TGA DTA και DSC είναι ότι το TGA μετρά την αλλαγή βάρους ενός δείγματος σε ένα εύρος θερμοκρασίας, ενώ το DTA μετρά τις διαφορές θερμότητας μεταξύ ενός δείγματος αναφοράς και ενός δείγματος ενδιαφέροντος σε ένα εύρος θερμοκρασίας και το DSC μετρά η ροή θερμότητας ενός δείγματος σε ένα εύρος θερμοκρασίας.
Το TGA σημαίνει θερμοβαρυμετρική ανάλυση ενώ το DTA σημαίνει διαφορική θερμική ανάλυση και το DSC σημαίνει διαφορική θερμιδομετρία σάρωσης.
Τι είναι το TGA (Θερμοβαρυμετρική Ανάλυση);
Ο όρος TGA σημαίνει θερμοβαρυμετρική ανάλυση. Είναι μια μέθοδος θερμικής ανάλυσης ενός δείγματος κατά την οποία η μάζα του δείγματος μετράται με την πάροδο του χρόνου όταν η θερμοκρασία αλλάζει στη συνέχεια. Η μέτρηση της μάζας σε αυτή τη μέθοδο μας παρέχει πληροφορίες για φυσικά φαινόμενα, συμπεριλαμβανομένων των μεταπτώσεων φάσης, της απορρόφησης, της προσρόφησης και της εκρόφησης. Παρέχει επίσης πληροφορίες για χημικά φαινόμενα όπως η χημειορόφηση, η θερμική αποσύνθεση και οι αντιδράσεις στερεών αερίων όπως η οξείδωση και η αναγωγή.
Το όργανο που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε για το TGA είναι ένας θερμοβαρυμετρικός αναλυτής. Μπορεί να μετρά συνεχώς τη μάζα ενώ η θερμοκρασία του δείγματος αλλάζει με την πάροδο του χρόνου. Σε αυτή τη μέθοδο, θεωρούμε τη μάζα, τη θερμοκρασία και τον χρόνο ως βασικές μετρήσεις και πολλές πρόσθετες μετρήσεις προκύπτουν από αυτές τις τρεις βασικές μετρήσεις.
Τυπικά, ένας αναλυτής TGA περιέχει μια ζυγαριά ακριβείας με ένα δοχείο δειγμάτων που βρίσκεται μέσα σε έναν κλίβανο με προγραμματιζόμενη θερμοκρασία ελέγχου. Γενικά, αυτή η θερμοκρασία αυξάνεται με σταθερό ρυθμό για να προκληθεί θερμική αντίδραση. Η θερμική αντίδραση μπορεί να λάβει χώρα κάτω από ποικίλες ατμόσφαιρες, συμπεριλαμβανομένου του ατμοσφαιρικού αέρα, του κενού, του αδρανούς αερίου, των οξειδωτικών/αναγωγικών αερίων, των διαβρωτικών αερίων, των αερίων ενυδάτωσης, των ατμών υγρών ή της ατμόσφαιρας που δημιουργείται από τον ίδιο τον οργανισμό. Μπορεί επίσης να περιλαμβάνει μια ποικιλία πιέσεων, όπως υψηλό κενό, υψηλή πίεση, σταθερή πίεση ή ελεγχόμενη πίεση.
Τα δεδομένα που συλλέγονται από τον αναλυτή μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία γραφικής παράστασης μάζας ή ποσοστού της αρχικής μάζας στον άξονα y έναντι της θερμοκρασίας του χρόνου στον άξονα x. Ονομάζουμε αυτό το διάγραμμα καμπύλη TGA. Η πρώτη παράγωγος της καμπύλης TGA μπορεί να γραφτεί με τον προσδιορισμό σημείων μόλυνσης που είναι χρήσιμα για εις βάθος ερμηνείες και διαφορική θερμική ανάλυση.
Τι είναι το DTA (διαφορική θερμική ανάλυση);
Ο όρος DTA σημαίνει διαφορική θερμική ανάλυση. Είναι μια θερμοαναλυτική τεχνική παρόμοια με τη θερμιδομετρία διαφορικής σάρωσης. Σε αυτή τη μέθοδο, το υπό μελέτη υλικό και μια αδρανής αναφορά υφίστανται πανομοιότυπους θερμικούς κύκλους, όπως τα ίδια προγράμματα ψύξης ή θέρμανσης. Στη συνέχεια, μπορούμε να καταγράψουμε οποιαδήποτε διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του δείγματος και της αναφοράς.
Ένα διάγραμμα μεταξύ της διαφορικής θερμοκρασίας και του χρόνου ή της θερμοκρασίας ονομάζεται καμπύλη DTA ή θερμόγραμμα. Από αυτό, μπορούμε να ανιχνεύσουμε αλλαγές στο δείγμα που είναι είτε ενδόθερμες είτε εξώθερμες σε σχέση με την αδρανή αναφορά. Επομένως, μια καμπύλη DTA παρέχει δεδομένα για τους μετασχηματισμούς που έχουν λάβει χώρα, οι οποίοι περιλαμβάνουν μεταπτώσεις γυαλιού, κρυστάλλωση, τήξη και εξάχνωση. Μπορούμε να αναγνωρίσουμε την περιοχή κάτω από την κορυφή DTA ως μεταβολή ενθαλπίας και δεν επηρεάζεται πραγματικά από τη θερμική ικανότητα του δείγματος.
Τι είναι το DSC (διαφορική θερμιδομετρία σάρωσης)
Το Η θερμιδομετρία DSC ή διαφορικής σάρωσης είναι μια θερμοαναλυτική μέθοδος που μετρά τη διαφορά στη θερμότητα που απαιτείται για την αύξηση της θερμοκρασίας ενός δείγματος και την αναφορά ως συνάρτηση της θερμοκρασίας. Σε αυτή τη μέθοδο, τόσο το δείγμα όσο και η αναφορά διατηρούνται στην ίδια θερμοκρασία καθ' όλη τη διάρκεια του πειράματος.
Συνήθως, η θερμοκρασία που χρησιμοποιείται για τη μέθοδο DSC σχεδιάζεται ως πρόγραμμα θερμοκρασίας με τέτοιο τρόπο ώστε η θερμοκρασία υποδοχής δείγματος να αυξάνεται γραμμικά ως συνάρτηση του χρόνου. Από την άλλη πλευρά, το δείγμα αναφοράς θα πρέπει να έχει μια καλά καθορισμένη θερμική ικανότητα στο εύρος των θερμοκρασιών που πρόκειται να σαρώσουμε.
Υπάρχουν διαφορετικοί τύποι DSC, όπως DSc ροής θερμότητας και DSC διαφορικού ισχύος. Το DSC επαναρροής θερμότητας μετρά τη διαφορά στη ροή θερμότητας μεταξύ του δείγματος και μιας αναφοράς, ενώ το διαφορικό ισχύος DSC μετρά τη διαφορά στην ισχύ που παρέχεται στο δείγμα και μια αναφορά.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ TGA DTA και DSC;
Το TGA σημαίνει θερμοβαρυμετρική ανάλυση ενώ το DTA σημαίνει διαφορική θερμική ανάλυση και το DSC σημαίνει διαφορική θερμιδομετρία σάρωσης. Η βασική διαφορά μεταξύ TGA DTA και DSC είναι ότι το TGA μετρά την αλλαγή βάρους ενός δείγματος σε ένα εύρος θερμοκρασίας, ενώ το DTA μετρά τη διαφορά στη θερμότητα μεταξύ ενός δείγματος αναφοράς και ενός δείγματος ενδιαφέροντος σε ένα εύρος θερμοκρασίας και το DSC μετρά τη ροή θερμότητας δείγματος σε εύρος θερμοκρασίας.
Το παρακάτω infographic παρουσιάζει τις διαφορές μεταξύ TGA DTA και DSC σε μορφή πίνακα για σύγκριση δίπλα-δίπλα.
Σύνοψη – TGA vs DTA vs DSC
Η βασική διαφορά μεταξύ TGA DTA και DSC είναι ότι το TGA μετρά την αλλαγή βάρους ενός δείγματος σε ένα εύρος θερμοκρασίας και το DTA μετρά τη διαφορά στη θερμότητα μεταξύ ενός δείγματος αναφοράς και ενός δείγματος ενδιαφέροντος σε ένα εύρος θερμοκρασίας, ενώ το DSC μετρά τη ροή θερμότητας ενός δείγματος σε ένα εύρος θερμοκρασίας.
