DSC, DTA, TMA, TGA의 원리와 열팽창계수

소개

DSC와 DTA의 원리와 이를 통해 알 수 있는 열적 특성
재료가 열팽창계수를 가지는 원인
TMA와 TGA의 원리와 응용

목차

1. DSC와 DTA의 원리와 이를 통해 알 수 있는 열적 특성에 대해 조사하라.

2. 재료가 열팽창계수를 가지는 원인에 대해 조사하라.

3. TMA와 TGA의 원리와 응용에 대해 조사하라.

본문내용

1. DSC와 DTA의 원리와 이를 통해 알 수 있는 열적 특성에 대해 조사하라.

DSC는 Differential Scanning Calorimetry의 약자로 시차주사열량계를 말하며 열분석 장치의 일종으로 시료와 불활성 기준물질에 동일한 온도프로그램을 가하여 시료로부터 발생되는 열유속 차이를 측정하여 융점, 상의 천이, 변태점 및 열량을 알아내는 열분석법이다. 열유속은 전도된 전력에 상당하며 와트나 밀리와트단위로 측정된다. 열유속이나 전도전력을 시간으로 미분하면 에너지량으로 환산되며 mW•s나 mJ로 표시된다. 전도된 에너지는 시료의 엔탈피 변화에 상당한다. 즉, 시료가 에너지를 흡수하면 엔탈피 변화는 endothermic이며 에너지를 방출하면 이 과정을 exothermic이라 한다.
대부분의 물리적 또는 화학적 변화를 일으키는 물질은 각각 열을 흡수하거나 방출한다. 따라서 시료의 열 출입을 관찰하면 물리적, 화학적 변화여부를 알 수 있는데 이러한 원리를 이용한 열 분석법이 DSC다. DSC의 원리는 DTA와는 달리 시료와 기준 기준물질이 든 가열로에 가해지는 에너지량을 측정한다.
DSC에서는 시료와 기준물질을 각각의 가열로에 넣고 일정한 속도로 온도를 올렸을 때 시료가 흡열을 하면 그와 같은 양의 전기에너지를 시료의 가열로에 공급하며 발열을 하면 발열에 해당되는 만큼의 에너지가 냉매에 흡수되어 두 개의 가열로 안의 시료접시의 온도를 항상 같게 한다. 이때 기록계에는 단위시간당 열의 흐름이 온도 또는 시간의 함수로 기록된다. 여기서 열이란 시료에 들어가는 열에서 기준물질에 들어가는 열량을 뺀 것이고 온도는 시료접시와 기준물질 접시온도의 평균값이다. DSC는 2개의 control loop로 이루어져 있는데 하나는 온도의 상승 또는 하강을 일정하게 하는 것이고 다른 하나는 발열 또는 흡열 반응 시 두 곳의 온도를 같게 하는 것이다.

참고자료

· 없음