[기기 분석] 각 기기별 원리 및 용도, 분석법 총정리 (FT-IR, TGA, DSC, NMR, GPC)

소개

재료 과학과 화학 분야에서 다양한 물질의 특성을 이해하고 평가하는 데에는 여러 가지 첨단 분석 기기들이 사용됩니다.

이 레포트는 이러한 기기들 중 FT-IR, TGA(열중량 분석기), DSC, NMR(핵자기 공명 장치), GPC에 대한 원리 및 용도, 분석법에 대해 다뤘습니다.

각각의 기기의 특징과 분석 방법을 상세히 설명하여, 독자들이 재료 분석에 대한 전반적인 이해를 높일 수 있도록 하는 것을 목적으로 작성된 레포트 입니다.

목차

1. FT-IR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy)
1.1 원리
1.2 용도

2. TGA (Thermo Gravimetric Analyzer) : 열중량분석기
2.1 원리
2.2 용도

3. DSC (Differential Scanning Calorimeter)
3.1 원리
3.2 용도

4. NMR(Nuclear Magnetic Resonance Spectrometer) : 핵자기 공명 장치
4.1 원리
4.2 용도

5. GPC (Gel Permeation Chromatograph)
5.1 원리
5.2 용도

6. 참고문헌

본문내용

1. FT-IR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy)

1.1 원리

시료에 적외선을 조사하면 쌍극자 모멘트가 변화하여, 분자골격의 진동이 회전에 대응하는 공명에너지의 흡수를 한다. 유기/무기 화합물을 구성하는 기본 특성 흡수 띠를 이용하여 미지 시료의 정성이나 정량 구조 분석을 수행할 수 있다.

에너지가 약한 적외선 영역의 복사선 흡수가 일어나는 경우에는 전자의 전이가 일어날 수 없고, 분자에너지 중의 진동에너지와 회전에너지만이 증가하게 된다.

이때 여러 진동에너지 준위의 전이에 해당하는 좁은 흡수봉우리가 조밀하게 나타나고, 각 진동에너지 상태에는 대단히 작은 각종 회전에너지에 해당하는 차를 가지는 봉우리가 나타난다. 그러나 액체나 고체 시료에서는 회전운동이 일어나지 못하게 되어 있기 때문에 거의 순수한 진동에너지의 좁은 흡수스펙트럼만이 나타난다.

<중 략>

1.2 용도

유기 물질의 재질분석 방법, 유기화합물의 확인, 이성질체 확인, 수소결합 연구 등으로서 이용된다.

2. TGA (Thermo Gravimetric Analyzer) : 열중량분석기

2.1 원리

시료를 가열하면, 열분해(분위기: 질소, 공기, 혼합가스 등)를 하게 되는데 그 무게감소(weight loss)를 측정하여, 그 시료가 얼마나 열에 안정한지 불안정한지를 조사한다.

열중량분석기(TGA)는 시료에 온도프로그램을 가하여 시료의 질량변화를 시간이나 온도의 함수로써 측정한다. 재료의 질량손실은 증발이나 가스 상 산물을 생성하는 화학반응에 의해 발생된다. 특히 TGA 실험 시 재료는 가스 상분위기에 민감하여 사용된 purge gas 가 불활성(N2, He, Ar)이 아닌 경우 시료는 가스(O2, air)와 반응하여 예를 들면 산화분해거동과 관련해 산소를 purge 하여 분해거동을 연구하는데 이용할 수 있다.

참고자료

· 고장분석지원센터 (http://faas.apro.re.kr)
· 한국고분자시험연구소 (http://www.polymer.co.kr)