En el microcosmos de la ciencia de los materiales, la transformación del estado material a menudo va acompañada de cambios de energía.Analizador térmico diferencial de alta temperaturaEs el "microscopio" que capta estas pequeñas fluctuaciones energéticas y revela el proceso de Transición de fase que ocurre en el interior del material midiendo con precisión la diferencia de temperatura entre la muestra y la muestra de referencia.
El analizador térmico diferencial de alta temperatura funciona sobre la base del método de referencia, colocando la muestra a medir en el mismo ambiente térmico que el referente inerte y calentándose a una velocidad constante. Cuando la muestra experimenta una transición de fase (como fusión, transición cristalina), su efecto de absorción y liberación de calor puede causar una diferencia de temperatura△tcon el material de referencia. El instrumento monitorea esta diferencia de temperatura en tiempo real a través de una matriz de termómetros y dibuja una curva de diferencia de temperatura - temperatura. Los picos y valles en la curva corresponden a la temperatura de cambio de fase del material: los picos de absorción de calor caracterizan los procesos de consumo de energía, como la fusión y la evaporación, mientras que los picos de Liberación de calor apuntan a reacciones de Liberación de energía, como la cristalización y la oxidación.
El valor de la investigación científica de la temperatura de cambio de fase proporciona parámetros clave para la investigación y el desarrollo de materiales:
1. en el campo de las aleaciones metálicas, se puede determinar con precisión la temperatura del punto Eutéctico y guiar el diseño de la fórmula de soldadura;
2. en los materiales poliméricos, la medición precisa de la temperatura de transición vítrea Tg afecta directamente a la ventana del proceso de procesamiento de plástico;
3. los materiales cerámicos optimizan el sistema de cocción observando los picos de cambio de fase durante el proceso de sinterización.
El estudio de nuevos materiales de almacenamiento de energía encontró que los picos de cambio de fase reversibles que aparecen a temperaturas específicas son el mecanismo clave para mejorar la eficiencia de carga y descarga de la batería.
Una velocidad de calentamiento demasiado rápida puede causar un ensanchamiento del pico, mientras que una velocidad demasiado lenta puede reducir la sensibilidad de detección, generalmente eligiendo una velocidad de equilibrio de 5 - 20 ° C / min; El tamaño de las partículas de la muestra debe ser uniforme y denso, y la diferencia de vacío causará una desviación de transferencia de calor; La selección del material del crisol es más crítica, el crisol de platino es adecuado para minerales de alta temperatura, y el crisol de alúmina es más adecuado para sistemas de polímeros. Después de la comparación de laboratorio, se encontró que la resolución del pico de cambio de fase de las muestras de polvo nanométrico molido aumentó significativamente en comparación con las partículas gruesas.
Los instrumentos modernos han logrado una combinación multidimensional, el análisis termogravimétrico simultáneo puede asociar cambios de masa y procesos de Transición de fase, y el monitoreo en línea de la espectrometría infrarroja puede identificar la estructura de los productos de Transición de fase. La aplicación de algoritmos de inteligencia artificial rompe las limitaciones tradicionales y establece un modelo de predicción de temperatura de cambio de fase a través del entrenamiento de datos masivos, lo que acorta el ciclo de desarrollo de nuevos materiales.
El analizador térmico diferencial de alta temperatura, como un "estetoscopio" para científicos de materiales, escucha los sutiles pulsos de la transición de fase de la materia. Cada medición precisa de la temperatura de cambio de fase está impulsando un avance límite en las propiedades de los materiales e inyectando certidumbre a nivel micro en el progreso científico y tecnológico.