Калориметр с ускорением в приборах термического анализа

Инструменты термического анализа играют решающую роль в понимании того, как материалы ведут себя при тепловом стрессе, что важно для широкого спектра отраслей. Они включают изучение изменений свойств материалов, когда они подвергаются воздействию различных температурных условий. Одним из ключевых аспектов термического анализа является определение скорости тепловыделения различных материалов, что может существенно повлиять на безопасность и стабильность химических процессов.

Калориметр ускоренной скорости (ARC) , в частности модель TAC-500AE, играет важную роль в этой области. Он предназначен для разработки и оптимизации химических процессов, оценки химических термических опасностей, расследования аварий, связанных с возгоранием, и термодинамических исследований в таких секторах, как тонкая химия, фармацевтика, энергетические материалы и полимеры.

Принципы термического анализа приборов

Определение термического анализа

Инструментарий термического анализа — это раздел материаловедения, в котором изучаются свойства материалов по мере их изменения в зависимости от температуры. Он охватывает множество методов, используемых для изучения того, как вещества расширяются, сжимаются, разлагаются или подвергаются другим физическим и химическим изменениям при нагревании или охлаждении.

Основные принципы калориметрического термического анализа. Приборы

Калориметрия, ключевой метод термического анализа, заключается в измерении количества тепла, требуемого или выделяемого при переходе материала. Это достигается путем наблюдения за изменением температуры материала в контролируемой среде, обычно сравниваемой с эталонным образцом в тех же условиях. Собранные данные помогают понять изменения энтальпии, связанные с различными процессами, такими как плавление, испарение или химические реакции.

Важность измерения скорости тепловыделения

Измерение скорости тепловыделения имеет решающее значение для оценки термической стабильности и потенциальной опасности материалов, особенно в таких отраслях, как фармацевтика и химия. Это измерение может предсказать, как материал будет реагировать на изменения температуры, включая его потенциал для реакций теплового неуправляемого поведения, которые имеют решающее значение для обеспечения безопасности в производственных и складских условиях.

Обзор калориметра с ускоренной скоростью (ARC)

История и развитие компании Hangzhou Zeal Instruments

Основанная в 2014 году, Hangzhou Zeal Instruments Science & Technology Co., Ltd. специализируется на разработке технологий термического анализа и неразрушающего измерения. Компания фокусируется на создании профессиональных решений для термических параметров и неразрушающей оценки новых материалов и литий-ионных аккумуляторов. Zeal Instruments стремится к постоянным инновациям и совершенству, стремясь продвигать исследования в новых материалах и секторах энергетики, предоставляя своим клиентам передовые технологии и инструменты для испытаний.

Компоненты и принцип работы

Калориметр ускоренной скорости (ARC) от Zeal Instruments разработан для универсальности в термическом анализе, поддерживая несколько режимов работы, таких как нагрев-ожидание-поиск (HWS), изотермический и сканирование с постоянной скоростью. Калориметр ускоренной скорости (ARC) от Zeal Instruments разработан для универсальности в термическом анализе, поддерживая несколько режимов работы, таких как нагрев-ожидание-поиск (HWS), изотермический и сканирование с постоянной скоростью. Он имеет:

• Профессиональное программное обеспечение для анализа данных: это программное обеспечение может автоматически рассчитывать ключевые параметры, такие как температура начала выделения тепла, адиабатический подъем температуры, энергия активации и предэкспоненциальные факторы. Оно включает в себя рекомендации от отделов управления чрезвычайными ситуациями для оценки рисков безопасности химических реакций, что облегчает комплексную оценку опасности.
• Функции безопасности: ARC оснащена подключением к инертному газу для быстрого охлаждения печи после эксперимента и включает в себя индикаторы состояния эксперимента, а также сигнализацию о ситуациях избыточного давления и перегрева.
• Удобный дизайн: Крышка печи имеет функцию автоматического подъема для повышения безопасности и удобства эксплуатации. Промышленный дизайн одновременно прост и надежен, с интуитивно понятными функциями взаимодействия человека и машины, которые легко изучить и использовать.

Преимущества ARC по сравнению с другими методами термического анализа

Одним из преимуществ этого метода является его высокая чувствительность, позволяющая точно измерять начальную температуру во время термического разложения. Он также фиксирует изменения температуры и давления с течением времени, что особенно важно для медленных изменений давления на ранних стадиях разложения. Эта возможность превосходит ограничения дифференциального термического анализа (ДТА) и дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК), что делает его ценным для изучения веществ со сложной кинетикой разложения.

Применение калориметра с ускоренной скоростью

Химическая промышленность: оценка термической стабильности химикатов

Калориметр ускоренной скорости (ARC) является важнейшим инструментом в химической промышленности, используемым для определения термической стабильности веществ. Этот анализ необходим для предотвращения потенциальных опасностей, таких как тепловой разгон во время производства, хранения и транспортировки химикатов. Точно измеряя тепловыделение в контролируемых условиях, ARC помогает определить условия, при которых химикат может представлять риск для безопасности.

Фармацевтическая промышленность: оценка безопасности лекарственных форм

В фармацевтической промышленности ARC играет важную роль в оценке безопасности лекарственных формул. Он анализирует, как различные компоненты препарата взаимодействуют при различных температурах, и прогнозирует точки разложения, гарантируя, что препараты остаются безопасными и эффективными в течение всего срока годности и в различных условиях окружающей среды.

Аккумуляторная промышленность: тестирование термического поведения материалов аккумуляторов

В аккумуляторной промышленности ARC жизненно важен для изучения термического поведения материалов, используемых в аккумуляторах, таких как литий-ионные элементы. Он оценивает термическую стабильность и потенциальную опасность новых аккумуляторных материалов, способствуя разработке более безопасных и эффективных аккумуляторов. Эта оценка особенно важна из-за высокой плотности энергии и связанных с этим рисков термических инцидентов в современных аккумуляторах.

Другие промышленные применения

ARC также находит применение в других отраслях, таких как производство полимеров и пластмасс, где он оценивает поведение материалов при термическом напряжении. Он используется при анализе энергетических материалов, таких как взрывчатые вещества, для обеспечения стабильности и безопасности. Кроме того, ARC используется в науке об окружающей среде для изучения разложения различных веществ при определенных термических условиях.

Экспериментальная методика с использованием калориметра с ускорением

Технические характеристики калориметра с ускорением

• Контроль и мониторинг температуры: ARC работает в диапазоне температур от комнатной температуры до 500°C. Он имеет порог обнаружения температуры в диапазоне от 0,005°C/мин до 0,02°C/мин и регулируемую скорость отслеживания от 0,005°C/мин до 40°C/мин. Устройство обеспечивает высокое температурное разрешение 0,001°C, что позволяет проводить точный термический анализ.

• Возможности измерения давления: Калориметр определяет давление в диапазоне от 0 до 20 000 кПа с разрешением 1 кПа, что позволяет использовать его в различных экспериментальных условиях с участием газов или летучих веществ.

• Характеристики ячейки для образцов и испытаний: ARC вмещает образец для испытаний объемом 8 мл в ячейку для испытаний, изготовленную из нержавеющей стали, титанового сплава или, опционально, хастеллоя, что соответствует различным экспериментальным требованиям и химической стойкости.

• Конфигурация системы и окружающая среда: Разработан для рабочей среды с температурой от 5°C до 40°C и влажностью менее 85% RH, имеет интерфейсы USB или RJ45. Калориметру требуется источник питания переменного тока 220 В/50 Гц, он потребляет менее 3000 Вт, что обеспечивает эффективную работу.

Подготовка образца

Подготовка образцов для ARC требует точного измерения приблизительно 8 мл исследуемого материала. И поместите его в испытательную ячейку, изготовленную из таких материалов, как нержавеющая сталь или титановый сплав. Образец должен быть репрезентативным для исследуемого материала и подготовлен в условиях, которые исключают любую предварительную реакцию или загрязнение.

Процедуры измерения

Процесс измерения начинается с настройки требуемого температурного профиля в ARC. Они варьируются от простых изотермических испытаний до более сложных экспериментов со скоростью сканирования. ARC может обнаруживать небольшие изменения температуры (до 0,001°C). Могут быть обнаружены даже самые незначительные тепловые реакции. Давление внутри ячейки также контролируется для оценки любого выделения газа во время реакции.

Методы анализа данных

Данные ARC были проанализированы с помощью сложного программного обеспечения. Программное обеспечение вычисляет различные тепловые свойства и кинетические параметры. Включает начальную температуру реакции, пиковое давление и температуру, а также энергию реакции. Передовые методы также могут предсказывать поведение материала в масштабированных условиях, что важно для промышленных применений. Программное обеспечение интегрирует руководящие принципы по безопасности химических реакций, предоставляя комплексный анализ безопасности на основе экспериментальных данных.

В сумме

Наш ускорительный калориметр (ARC) является ключевым инструментом в термическом анализе. Может предоставить ценную информацию о термической стабильности и безопасности материалов в различных отраслях промышленности. Его точность и адаптивность делают его необходимым для обеспечения безопасности в химических процессах, фармацевтической стабильности и безопасности батарей. Достижения в технологии ARC продолжают повышать его чувствительность и функциональность. прокладывает путь для более широкого применения и более эффективной оценки материалов. С развитием приборов термического анализа в сочетании со сложными методами анализа данных и прогнозирования. ARC останется на передовой и внесет значительный вклад в безопасность, инновации и эффективность в материаловедении. Постоянное развитие и применение технологии ARC не только защищает текущую промышленную практику. Также направляет будущее исследований материалов и оценки безопасности.