Dans le microcosme de la science des matériaux, la transformation de l'état de la matière s'accompagne souvent d'un changement d'énergie.Analyseur thermique différentiel haute températureC'est le "microscope" qui capture ces fluctuations d'énergie subtiles, révélant les processus de changement de phase qui se produisent à l'intérieur du matériau en mesurant avec précision la différence de température entre l'échantillon et l'échantillon de référence.
L'analyseur thermique différentiel à haute température fonctionne selon la méthode de référence, en plaçant l'échantillon à mesurer dans le même environnement thermique que le témoin inerte, en se réchauffant à un taux constant. Lorsque l'échantillon subit une transition de phase (p. ex., fusion, transition de forme cristalline), son effet thermique d'aspiration entraîne une différence de température Δt avec le produit de référence. L'instrument surveille cette différence de température en temps réel à l'aide d'un réseau de thermocouples, établissant une courbe différence de température - température. Les pics et les creux de la courbe correspondent à la température de changement de phase du matériau: les pics endothermiques caractérisent les processus de fusion, de vaporisation, etc., et les pics exothermiques pointent vers des réactions de cristallisation, d'oxydation, etc.
La valeur scientifique de la température de changement de phase fournit des paramètres clés pour la recherche et le développement de matériaux:
1. Domaine des alliages métalliques, peut déterminer avec précision la température du point eutectique, guider la conception de la formule de soudure;
2. Dans les matériaux polymères, la mesure précise de la température de transition vitreuse TG affecte directement la fenêtre du processus de traitement des plastiques;
3. Les matériaux céramiques optimisent le système de cuisson en observant les pics de changement de phase pendant le frittage.
L'étude de nouveaux matériaux de stockage d'énergie a révélé que leur pic de changement de phase réversible à une température spécifique est un mécanisme clé pour améliorer l'efficacité de la charge et de la décharge des batteries.
Une vitesse de montée en température trop rapide peut entraîner un élargissement de la crête, une vitesse trop lente réduit la sensibilité de détection, généralement une vitesse d'équilibre de 5 à 20 ℃ / min est choisie; La taille des particules de l'échantillon doit être uniforme et le remplissage dense, la différence de taux de vide causera un écart de transfert de chaleur; Le choix du matériau du creuset est plus critique, le creuset en platine convient aux inorganiques à haute température et le creuset en alumine convient mieux au système polymère. Par comparaison en laboratoire, les échantillons de nanopoudre broyés, dont la résolution de pic de changement de phase est plus élevée que celle des particules grossières, sont évidents.
L'instrumentation moderne a réalisé une association multidimensionnelle, l'analyse thermogravimétrique synchrone peut corréler le changement de masse avec le processus de changement de phase, la surveillance en ligne de la spectroscopie infrarouge peut identifier la structure du produit de changement de phase. L'application d'algorithmes d'intelligence artificielle repousse les limites traditionnelles pour construire des modèles de prédiction de la température de changement de phase grâce à la formation de données massives, réduisant ainsi le cycle de développement de nouveaux matériaux.
L'analyseur thermique différentiel à haute température agit comme un « stéthoscope» pour les scientifiques des matériaux, écoutant les pulsations subtiles des changements de phase de la matière. Chaque détermination précise de la température de changement de phase repousse les limites des propriétés des matériaux et injecte une certitude au niveau microscopique dans les progrès scientifiques et technologiques.