آنالیز حرارتی و کاربرد آن (Thermal Analysis)

آنالیز حرارتی عبارت است از اندازه گیری تغییرات خواص فیزیکی یک ماده، در حالی که آن ماده در یک محدوده تغییر حالت فازی گرم می شود. این آزمایش ها شامل یک خانواده از روش های اندازه گیری هستند که پاسخ ها و عکس العمل های فیزیکی مواد را طی گرم کردن یا سرد کردن ثبت می نمایند. در این میان ارتباط متغیر ها بر خلاف سینتیک فرآیندهای مورد مطالعه که در آن ها پارامتر زمان نیز وارد می شود معمولاً وابسته به درجه حرارت است.

روش های آنالیز حرارتی

تاکنون روش های مختلف آنالیز حرارتی به منظورهای گوناگون استفاده شده است، که عبارتند از:

• DSC اندازه گیری شار حرارت در مواد
• TGA اندازه گیری جریان جرم در نمونه
• TMA اندازه گیری تغییرات ابعادی نمونه
• DMA اندازه گیری تغییر حالت پیچیده نمونه
• DETA اندازه گیری به کمک تغییرات خواص دی الکتریکی
• CTA سرد کردن نمونه با نرخ معین در کوره
• DTA استفاده از دو ترموکوپل، یکی به عنوان نمونه آزمایش و دیگری شاهد و مقایسه این دو با یکدیگر

روش های آنالیز حرارتی دیگر، استفاده از منحنی های سرد شدن (COOLING CURVE THERMAL ANALYSIS) به دست آمده از تبرید نمونه در شرایط طبیعی است. بر اساس وجود گرمای نهان تحولات و دگرگونی های فازی،‌ تغییرات شیب هایی در منحنی های دما-زمان (منحنی های سرد شدن) حاصل می شود که با استفاده از آنها و روش های عددی و نرم افزارهای مناسب،‌ می توان تحولات فازی و نحوه انجماد را مطالعه نموده و با دیگر پارامترها مانند تغییرات ساختاری،  مشخصات فازها، دماهای گوناگون، خواص مکانیکی و غیره ارتباط کمی و کیفی برقرار نمود.

با بدست آوردن منحنی درجه حرارت -زمان، در هنگام سرد شدن نمونه،‌ قادر خواهیم بود اطلاعات مفید و متنوعی در مورد نحوه انجماد آن نمونه بدست آوریم. یک منحنی سرد شدن در حقیقت شامل تاریخچه کاملی از نحوه انجماد نمونه مورد نظر است.

اما آنالیز حرارتی کاربردهای بسیاری در مطالعه مواد دارد، از جمله:

• محاسبه گرمای نهان انجماد
• محاسبه کسر جامد شده
• تشخیص فازهای تشکیل شده در حین انجماد
• کتبرل درجه اصلاح ساختار آلیاژهای Al-Si
• کنترل جوانه زایی و اندازه دانه
• پیشگویی ساختار یوتکتیک و نوع حفره انقباضی
• محاسبه نقطه کوهیرنسی دندریت (DCP)

پیشنهاد می شود هندبوک آنالیز حرارتی را دانلود نمایید.