Analiza termica

Analiza termica este o metoda de cercetare care permite determinarea punctelor critice ale transformarii de faza. Orice transformare de faza are un efect termic insotitor care provoaca modificari ale alurei curbei termice.

Daca efectul caloric insotitor are valoare mare atunci se aplica analiza termica simpla si din contra, daca valoarea lui este mica se aplica analiza termica diferentiala.

Figura 1. Schema de principiu a instalatiei de analiza termica simpla

1. Analiza termica simpla

Se urmareste direct varietatea temperaturii materialului de cercetat, inregistrand sau construind prin puncte curba T=f ( t ) . Schema principala a instalatiei pentru analiza termica simpla este prezentata in figura 1.

Figura 2. Curbe de racire obtinute

prin analiza termica simpla

Temperatura probei se urmareste cu ajutorul unei termocuple si un milivoltmetru. Termocupla este formata din doua sarme de natura diferita imbinate la unul din capete prin sudura. Incalzind sudura termocuplei, in cele doua materiale ia nastere forte electromotoare care sunt direct proportionale cu temperatura. Se utilizeaza pentru termocuple urmatoarele combinatii de materia- le ( tabelul 1. 5 ). Dupa ce metalul sau aliajul metalic a fost incalzit la temperaturi mai mari decat cele de topire, se face racirea lui lenta ( mai mic decat 4^oK/min. ) si se traseaza curba de racire.

Tabelul 1.

Combinatii de materiale folosite pentru termocuple

Curbele de racire pentru un metal metalic sunt prezentate in figura 2. Metalul are pe curba de racire ( figura 2. a ) un palier, adica se solidifica la temperaturi constante si intervale de timp. Aliajul metalic prezinta pe curba de racire o inflexiune ale carei puncte de tangenta dau temperaturi de inceput ( T₁ ) si de sfarsit de solidificare ( T₂ ). Aliajul metalic se solidifica in intervalul de temperaturi si timp.

2. Analiza termica diferentiala

Se compara variatia temperaturii probei cu a unui etalon. Etalonul nu prezinta transformari structurale de faza in intervalul de temperaturi in care se lucreaza. Metoda se aplica aliajelor metalice pentru a evidentia transformarile de faza in stare solida, care au un mic efect termic insotitor.

Schema de principiu a unei instalatii pentru analiza termica diferentiala este prezenta in figura 3.

Figura 3. Schema de principiu a instalatiei de analiza termica Figura 4. Curba de racire diferentiala obtinuta prin analiza termica

Curba de racire pentru analiza termica este trasata in coordonate DT_p-DT_e=f(T_e) adica se evidentiaza numai efectul termic datorat transformarilor de faza ( fig. 4. )

Temperatura de referinta este cea a etalonului, deoarece temperatura probei este afectata de consumul de caldura pentru formarea cristalelor. De exemplu drept etalon poate fi folosit un otel in stare recoapta ( cu structuri de echilibru ) si pentru proba aceeasi calitate de otel, dar in stare calita ( structura in afara de echilibru ). Punctele critice ale transformarilor de faza la incalzirea probei se pot foarte clar evidentia pe curba de analiza termica diferentiala.