دستگاههای تحلیل حرارتی خواص مواد را به عنوان تابعی از دما اندازهگیری میکنند و شامل تکنیکهایی مانند کالریمتری، گراویمتری و تحلیل مکانیکی هستند. انواع رایج عبارتند از کالریمتری اسکن دیفرانسیل (DSC)، تحلیل ترموگراویمتریک (TGA) و تحلیل حرارتی دیفرانسیل (DTA)
انواع اصلی
- کالریمتر اسکن دیفرانسیل (DSC): جریان حرارت تفاوتهای بین نمونه و مرجع را در طول تغییرات دما اندازهگیری میکند و برای گذارهای فازی ایدهآل است.
- تحلیلگر ترموگراویمتریک (TGA): تغییرات جرم مواد را در حین گرم شدن، تجزیه یا اکسیداسیون پیگیری میکند.
- تحلیلگر حرارتی دیفرانسیل (DTA): تفاوتهای دما بین نمونه و مرجع را برای شناسایی رویدادهای حرارتی تشخیص میدهد.
انواع دیگر
- تحلیلگر ترمومکانیکی (TMA): تغییرات ابعادی مانند انبساط یا انقباض را تحت دمای کنترلشده اندازهگیری میکند
- دیلاتومتر (DIL): انبساط حرارتی حجمی یا خطی در جامدات را به طور خاص اندازهگیری میکند
- تحلیلگر مکانیکی دینامیک (DMA): خواص ویسکوالاستیک را از طریق تنش مکانیکی و تغییرات دما ارزیابی میکند.
- SDT مخفف Simultaneous Differential Thermal Analysis و Thermogravimetric Analysis است و به دستگاههای تحلیل حرارتی همزمان اشاره دارد که تغییرات دما (DTA) و جرم (TGA) را به طور همزمان اندازهگیری میکنند
کاربردها SDT
این دستگاهها برای بررسی رفتار حرارتی مواد مانند پلیمرها، داروها و مواد معدنی استفاده میشوند و رویدادهایی مثل ذوب، تجزیه و انتقال فازی را شناسایی میکنند.
مزایای SDT
- ترکیب DTA و TGA دقت بالاتری در تحلیلهای چندمرحلهای فراهم میکند.
- مدلهایی مانند SDT 650 از TA Instruments تا دماهای بالا (تا 1500 درجه سلسیوس) کار میکنند.
دستگاههای SDT، که ترکیبی از تحلیل حرارتی دیفرانسیل همزمان (DTA/DSC) و تحلیل ترموگراویمتریک (TGA) هستند، نقش کلیدی در صنایع مواد و شیمیایی ایفا میکنند و پایداری حرارتی، ترکیب و سینتیک واکنشها را ارزیابی مینمایند.
کاربردها در صنعت مواد
- پلیمرها و کامپوزیتها: ارزیابی انتقال شیشهای، کیورینگ، تخریب و تعاملات پرکنندهها برای کنترل کیفیت در پلاستیکها و مواد هوافضا
- سرامیکها، شیشهها و فلزات: مطالعه سینترینگ، تحولات فازی، اکسیداسیون و انبساط حرارتی در آلیاژها و مواد ساختمانی.
- کاتالیستها و نانومواد: مشخصهیابی انرژی فعالسازی، تجزیه و واکنشهای سطحی در حین سنتز
کاربردها در صنعت شیمیایی
- پتروشیمی و سوختها: تحلیل پایداری اکسیداسیون، پیرولیز و اثرات افزودنیها در زغالسنگ، پیشرانها و روغنها
- دارویی و شیمیایی: تعیین پلیمورفیسم، خلوص، محتوای رطوبت و آنتالپیهای واکنش برای بهینهسازی فرآیند.
- مواد منفجره و واکنشپذیر: ارزیابی خطرات حرارتی، شروع تجزیه و پروفایلهای ایمنی تحت اتمسفرهای کنترلشده
دستگاههای SDT کاربردهای گستردهتری در صنایع مواد و شیمیایی دارند که به کنترل کیفیت، توسعه محصول و ایمنی کمک میکنند.
کاربردهای پیشرفته در مواد
- نانوکامپوزیتها: بررسی پراکندگی نانوذرات و پایداری حرارتی برای کاربردهای الکترونیکی و پزشکی.
- مواد پیشرفته: تحلیل لایهنشانی و پوششهای نازک در صنایع نیمهرسانا و اپتوالکترونیک.
کاربردهای تخصصی در شیمیایی
- فرآیندهای کاتالیستی: اندازهگیری سینتیک واکنش و deactivation کاتالیستها در پالایشگاهها.
- ایمنی فرآیند: پیشبینی انفجار و runaway reactions در تولید مواد شیمیایی خطرناک.
TA Instruments، NETZSCH و Mettler Toledo معتبرترین دستگاههای تحلیل حرارتی را با کمترین نرخ خرابی تولید میکنند، که به دلیل ساخت محکم، سنسورهای پیشرفته و بازخورد مثبت کاربران در مورد دوام است
مدلهای برتر قابل اعتماد
- TA Instruments Discovery DSC 2500 و TGA 550 در پایداری پایه و قابلیت اطمینان بلندمدت برای تحقیق و توسعه برتر هستند و خرابی کمی در آزمایشگاههای پراستفاده دارند
- سری STA/TGA NETZSCH به دلیل ساخت محکم، رابط کاربری آسان و کارایی در محیطهای سخت مانند تست مواد ستایش میشود
- مدلهای DSC 5+ و TGA Mettler Toledo دارای سنسورهای دقیق بالا (مانند 136 ترموکوپل) و اتوماسیون برای عملکرد مداوم با خرابی کم.
عوامل قابلیت اطمینان
این برندها به دلیل سختافزار با دوام، سهولت نگهداری و سابقه اثباتشده در آزمایشگاههای صنعتی شلوغ متمایز هستند و در طول عمر و نیاز کم به سرویس برتر از دیگران عمل میکنند.
دستگاههای تحلیل حرارتی PerkinElmer در کیفیت در سطح متوسط قرار دارند و عملکرد مناسبی برای استفادههای روتین آزمایشگاهی ارائه میدهند، اما در دقت و کاربردهای تحقیقاتی پیشرفته از رهبرانی مانند TA Instruments و NETZSCH عقبتر هستند.
- نقاط قوت: قابل اعتماد برای DSC، TGA و STA با رابط کاربری آسان و اتوماسیون خوب، مناسب برای کنترل کیفیت صنعتی در دارویی و مواد.
موقعیت قیمتی
مدلهای PerkinElmer مانند STA 8000 یا سری Pyris با قیمت رقابتی (20-30% پایینتر از برندهای برتر) برای آزمایشگاههای با بودجه متوسط مقرونبهصرفه هستند
دستگاههای آنالیز حرارتی PerkinElmer مانند STA 6000 و STA 8000 در استفادههای روتین آزمایشگاهی بسیار موفق بودهاند.
دلایل موفقیت
- عملکرد قابل اعتماد در کنترل کیفیت روزانه پلیمرها، مواد معدنی و روغنها با حساسیت بالا و دمای تا 1600 درجه سلسیوس.
- رابط کاربری ساده با نرمافزار Pyris و اتوماسیون که برای آزمایشگاههای صنعتی و دانشگاهی ایدهآل است.
بازخورد کاربران
در آزمایشگاههای دارویی، غذایی و مواد، این دستگاهها به دلیل دوام، دقت در تحلیل TG/DTA/DSC و هزینه نگهداری پایین، به طور گسترده استفاده و توصیه میشوند.
Henven (Beijing HENVEN Experimental Equipment Co., Ltd.)
یک شرکت چینی پیشرو در تولید دستگاههای تحلیل حرارتی است که بیش از 20 سال تجربه در توسعه TGA، DTA، DSC و STA دارد.
محصولات کلیدی
- STA/TGA-DSC سری HQT: تا 1550 درجه سلسیوس، با کنترل اتمسفر، خنکسازی سریع (15 دقیقه) و رزولوشن 0.1 میکروگرم برای مواد پلیمر، سرامیک و دارویی
- DTA و TGA مستقل: دقت ±0.1 درجه سلسیوس، نرخ گرمایش 0.1-100 درجه/دقیقه، مناسب صنایع نفت، پتروشیمی و محیط زیست.
مزایا و گواهینامهها
این شرکت دارای گواهی ISO9001:2015، تأییدیه متولوژی ملی و تمرکز بر سفارشیسازی مانند اتصال به GC-MS است و محصولاتش در دانشگاهها و صنایع انرژی توصیه میشود
Henven بر کیفیت ساخت بالا و قیمت رقابتی تمرکز دارد و محصولاتش برای آزمایشگاههای با بودجه متوسط ایدهآل است.
ویژگیهای پیشرفته
- سیستم تعادل مغناطیسی بدون اصطکاک با حساسیت 0.1 μg و پایداری ±0.1% برای تحلیل دقیق جرم و حرارت.
- نرمافزار اختصاصی با تحلیل خودکار منحنیها، گزارشگیری و اتصال به MS/GC برای کاربردهای پیشرفته