10.Методы термического анализа.

Термический анализ(ТА) – совокупность методов опред. Темп-р фазовых превращений и др. термических хар-ик индивид-ых соед-ий или систем взаимод-их веществ.

♦Основа(та)– опред-е зависимости темп-ры кристалл-ии (или плавления) изучаемой системы от ее состава.

♦Объектами (та) явл. как чистые в-ва, так и системы различных в-в - металлов, солей, органических соединений и т.д.

История становления (та) связывается с появлением первых термоизмерительных приборов. Особое место здесь занимает открытый Зеебеком в 1821 г. эффект, позволивший создать термопару и применить ее для измерения высоких температур. Рассм. простейший случай ТА, суть которого заключается в снятии кривых нагревания и охлаждения в координатах температура - время.

При постепенном охлаждении расплавленного чистого вещества кривая охлаждения будет иметь вид, приведенный на рис. (а).

Участок "ab" этой зависимости характ-ет охлаждение жидкой фазы. Если бы крист-ии не было, то дальнейшее охл-е жид-ти, хар-ось бы пунктирным продолжением "ab". Однако в точке b начинается крист-ия и в соответствии с правилом фаз Гиббса (Ф=2, К=1 и С=К-Ф+1=1-2+1=0) дальнейшая крист-ия в-ва во времени должна проходить при постоянной температуре (Т_кр), хотя температура окруж-его пространства продолжает убывать.Причина – выделяющаяся теплота крист-ии компенсирует тепловой поток, направленный от нагретого образца к холодной окруж. среде. В точке «c» крист-ия в-ва заканчивается. Однако более высокая температура образца сохраняется. Единст-ым процессом, протек-им во времени, остается теплопередача от образца во внеш. среду (cd).

дифференциальный термический анализ (ДТА). Он позволяет изучать характер фазовых превращений и осуществлять построение диаграммы состояния (ДС). При ДТА возможно обеспечить более высокую точность и отделить случайные колебания температур от вызванных протеканием истинных фазовых превращений, в отличие от термического анализа.

П ри ДТА используется одновременный нагрев или охлаждение эталонного и испытуемого вещества как в твердом, так и в расплавленном состоянии. В этом случае в момент фазового перехода возникает разность температур между образцом и эталоном. Она фиксируется дифференциальной термопарой, соединенной с прибором высокой чувствительности. Дифференциальная термопара состоит из двух горячих спаев, связанных между собой общим электродом (рис). При одинаковой температуре спаев разность возникающих термо ЭДС равна нулю. В момент фазового превращения температуры эталона и образца становятся разными из-за выделения или поглощения тепла и, соответственно, результирующая термо ЭДС дифференциальной термопары отличается от нуля. Разность температур и абсолютная температура образца одновременно фиксируются либо обычной термопарой, либо от соответствующих электродов дифференциальной термопары.

Можно отчетливо наблюдать (б,в), что температура критической точки «с’» отчетливее выявляется по дифференциальной кривой, чем по кривой охлаждения, поэтому точность анализа в этом случае выше, чем при обычном термическом