Thermische Analyse

Die Thermische Analyse ist eine Untersuchungsmethode zur Messung von physikalischen und chemischen Eigenschaften von Elementen und Verbindungen.

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Einteilung

Bei der dynamischen Thermischen Analyse wird der zu untersuchende Stoff langsam, d.h. im Thermodynamischen Gleichgewicht, erhitzt beziehungsweise abgekühlt. Gleichzeitig ermittelt ein Thermoelement ständig die Temperatur.

Verfahren der dynamischen Thermischen Analyse sind Thermogravimetrie, Dynamische Differenzkalorimetrie, Differenzthermoanalyse und die Emmissionsgas-Thermoanalyse.

Die statische Thermische Analyse wird unter anderem in der Mineralogie gebraucht. Die zu untersuchende Mineralprobe wird dabei über Stunden oder Tage auf eine konstante Temperatur gebracht. Während dieser Zeit wird der Wasser- beziehungsweise Glühverlust erfasst und aufgezeichnet.

Auf diese Weise lassen sich Umwandlungspunkte von fest nach flüssig bis gasförmig (Schmelz- und (Siedepunkt) bei Temperaturänderungen ermitteln. (siehe auch: Aggregatzustand)

Bedeutung für die Werkstoffkunde

  Von besonderem Interesse sind bei Metallen, Legierungen und Kunststoffen die Übergänge von fest nach flüssig sowie eventuelle Temperaturänderungen im festen Zustand, da sich auch Umwandlungen des Kristallsystems durch Haltepunkte bemerkbar machen. Kristallsystem-Umwandlungen lassen sich nutzen, um Metalle und Legierungen zu härten.

Die Messergebnisse werden in Temperatur-Zeit-Diagramme eingetragen. Die miteinander verbundenen Punkte ergeben die Aufheiz- beziehungsweise Abkühlkurven.

Die nebenstehenden Abkühlkurven sind beispielsweise charakteristisch für amorphe Stoffe (1), ein reines Element oder eine eutektische Legierung (Eutektischer Punkt) (2), eine Legierung mit Mischkristallbildung (3) und eine naheutektische Legierung (4)
Kurven 2,3 und 4 siehe auch Legierung

Literatur

Praxis der Thermischen Analyse von Kunststoffen - Ehrenstein/Riedel/Trawiel (ISBN 3-446-22340-1 - Carl Hanser Verlag München)

Methoden der Thermischen Analyse - W.F. Hemminger/ H.K. Cammenga (ISBN 3-540-15049-8 Springer Verlag Berlin)