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Kalorimetrie: Einführung

Die thermische Analyse

Der Begriff thermische Analyse bezeichnet ganz allgemein Methoden, mit denen sich die physikalischen oder chemischen Eigenschaften einer Substanz oder eines Gemisches in Abhängigkeit von der Temperatur bei definierter Heizrate (dynamische Messung) oder in Abhängigkeit von der Zeit bei konstaner Temperatur (statische Messung) darstellen lassen. In den Materialwissenschaften wird die thermische Analyse eingesetzt, um z.B. Polymere, Gläser, Legierungen oder Kompositmaterialien zu analysieren. Zu den hierbei verwendeten Methoden zählen u.a. Verfahren wie die

  • Thermogravimetrie (TGA): Methode zur Untersuchung von Masseänderungen. Bestimmt wird hier z.B. die thermische Stabiltät einer Substanz, die Oxidationsbeständigkeit, charakteristische Zersetzungstemperaturen, Gehalt an Zusätzen, Polymeranteilen oder Feuchtigkeit.
  • Thermomechanometrie (TMA): Bestimmung von mechanischen Eigenschaften wie z.B. Ausdehungskoeffizienten oder Phasenübergängen.
  • Thermomagnetometrie (TM): Bestimmung der magnetischen Eigenschaften.
  • Dynamische Differenzkalorimetrie (DDK oder engl. DSC): Verfahren zur Identifikation von Substanzen, zur Bestimmung von Phasenübergängen beim Schmelzen/Kristallisieren, Untersuchung der Reinheit von Substanzen, der Reaktionskinetik oder der thermischen Beständigkeit.
  • Dynamisch-Mechanische-Analyse (DMA bzw. DMTA): Bestimmung der physikalischen Eigenschaften von Polymeren, Messung von Dimensionsänderungen einer Probe oder ihrer Deformation, Analyse von Alterungsprozessen.

Typische Anwendungsgebiete für die thermische Analyse sind z.B. Untersuchungen zu den mechanischen oder thermischen Eigenschaften eines Materials oder Werkstoffs in der Werkstoffentwicklung, der Materialauswahl oder auch der Verfahrensoptimierung für die Verarbeitung eines bestimmten Materials.

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