열중력 측정

열 중량 분석이란 무엇인가요?

열 중량 분석 또는 열무게 분석은 제어된 온도 프로파일에 직면한 시료의 온도에 따른 질량 변화를 기록하는 분석 방법입니다. 시료는 가열, 냉각 또는 등온 단계를 거칠 수 있습니다. 결과 측정 신호는 일반적으로 절대 질량 변화( [mg] )와 상대 질량 변화(%)로 표시됩니다.

열중량 측정 설정:

전통적인 열 중량 측정의 경우 일반적으로 백금, 알루미나, 금 등 불활성 물질로 만든 도가니에 샘플을 넣고 제어된 대기와 온도를 가할 수 있는 용광로 내의 센서 위에 놓습니다(도식 1).

일반적인 열 중량 분석기의 센서 설정

센서는 실험 중 질량 변화를 기록하는 고해상도 마이크로 저울에 연결됩니다. 대부분의 열 중량 분석기에서는 이러한 목적으로 보정 저울이 사용됩니다(그림 2).

고정밀 빔 밸런스

보정 저울은 전자석으로 가해진 질량을 전자석이 보정하는 특수 저울입니다. 자세히 설명하면, 질량은 공식에 의해 정의되므로 자석은 무게의 힘을 보정합니다:

일반적으로 보정을 통해 중력을 알거나 바 설치와 같이 평형 추를 사용하는 경우 무게의 힘이 직접 질량을 제공할 수 있습니다. 열 중량 분석기 외에도 실험실 저울도 동일한 원리로 작동하는 경우가 많습니다.

샘플이 열 변화를 보이는 동안 저울은 일반적으로 별도의 챔버와 같은 정적 온도 환경이나 센서와 일정 거리를 두고 보관합니다.

시료의 정확한 온도는 시벡 효과를 사용하여 정확한 온도 측정을 위해 열전대를 통해 모니터링됩니다. 도식 3은 일반적인 열무게 측정(온도 대비 상대적 무게 변화)을 보여줍니다.

일반적인 열 중량 측정 결과 곡선

열중량 측정은 어떤 용도로 사용되나요?

열무게 측정은 연구뿐만 아니라 많은 산업 분야에서 사용됩니다. 세라믹 산업, 화학, 폴리머 및 건축 산업은 물론 에너지 저장, 배터리 연구 및 석유 산업에서도 열중량 분석기를 사용합니다. 일반적인 응용 분야로는 열분해, 회분 또는 유기물 함량 측정, 중량 흡착 연구, 열 안정성 및 산화 연구, 재료 분석 등이 있습니다. 이 기술을 사용하는 핵 연구나 고압 공정 연구와 같은 특수 분야도 있습니다.

열 중량 측정은 일반적으로 열 분석의 핵심 부분으로, 국제 표준인 ASTM D 3850, E 914, E 1131, E 1868, DIN 51006 및 ISO 7111, ISO 11358을 따릅니다.