Analyse thermique des céramiques

L’analyse thermique joue un rôle important dans l’étude des matières premières, l’optimisation des procédés de fabrication et la caractérisation des produits finis dans l’industrie céramique.

La céramique est un terme désignant des produits et matières premières inorganiques non métalliques composés principalement de silicates, d’oxydes et d’autres composés inorganiques.

Nous faisons la distinction entre :

– le verre, les produits blancs ou les céramiques de construction (tels que le service de cuisine, les briques, les tuyaux, les tuiles, etc.)

– céramiques tribologiques ou résistantes à l’usure

– les céramiques électriques ou techniques (telles que les roulements, les supraconducteurs, les moteurs, les piles à combustible et de nombreux autres matériaux résistant à des températures élevées pour des applications techniques polyvalentes, …).

Méthodes thermoanalytiques

Dans le cadre de l’analyse thermique, plusieurs techniques sont appliquées pour déterminer les propriétés thermophysiques des céramiques.

La division Analyses et Tests du Groupe Netzsch développe et fabrique des instruments de haute précision pour l’analyse thermique et la mesure des propriétés thermo-physiques., Ils offrent également des services d’essais dans leurs laboratoires d’application. Les instruments sont utilisés pour la recherche et le contrôle qualité dans le secteur des polymères, l’industrie chimique, dans le domaine des matériaux inorganiques et de construction et pour l’analyse environnementale.

Calorimétrie différentielle à balayage (DSC)

Avec cette technique, nous soumettons un échantillon et une référence à un programme de température contrôlée :

  • chauffe
  • refroidissement
  • isotherme : maintien d’une température constante

Les propriétés réellement mesurées sont la température de l’échantillon et la différence de température entre l’échantillon et la référence. Sur la base des données obtenues, nous déterminons la différence de flux thermique entre l’échantillon et la référence.

Analyse thermogravimétrique (TGA)

Dans l’analyse thermogravimétrique, on mesure la masse d’un échantillon en fonction du temps et/ou de la température. Cette mesure nous donne toutes les informations sur les phénomènes physiques :

  • les transitions de phase
  • absorption
  • désorption
  • décomposition thermique et réactions solide-gaz (par exemple, oxydation ou réduction)

Analyse thermique simultanée (STA)

L’analyse thermique simultanée est l’application simultanée de la thermogravimétrie et de la calorimétrie différentielle à balayage.

Cela présente des avantages importants :

  • – conditions d’essai identiques pour les signaux TGA et DSC
  • – amélioration du débit d’échantillons puisque nous recueillons plus d’informations à chaque analyse

Techniques combinées (analyse des gaz dissous – EGA)

Avec une thermobalance couplée à un système d’analyse de gaz approprié, nous obtenons des informations qualitatives sur les produits de réaction gazeuse ou les produits de décomposition formés pendant une expérience TGA. Nous obtenons également des informations quantitatives sur les changements de masse.

La combinaison avec un FT-IR est devenue incontournable, notamment dans les industries des polymères, de la chimie et de la pharmacie.

Dilatométrie (DIL)

Un dilatomètre mesure les changements de volume dans les liquides ou les solides. Les changements de volume peuvent être la conséquence de fluctuations de température, de réactions chimiques, de l’absorption de liquides ou de contraintes physiques sur un solide.

 

Analyse laser flash (LFA)

La méthode du flash laser mesure la diffusivité thermique d’un matériau. La surface plane d’un échantillon est chauffée par une impulsion laser, après quoi l’augmentation de température à l’arrière de l’échantillon est mesurée en fonction du temps. A partir de là, la capacité thermique spécifique et la conductivité thermique peuvent être déterminées.

Vous voulez en savoir plus sur les analyses et les tests de Netzsch ?

Vous avez des questions ou vous souhaitez en savoir plus sur une ou plusieurs des techniques ci-dessus ?

Vous trouverez de plus amples informations sur les propriétés thermiques des matériaux céramiques dans le manuel Thermal Properties of Ceramics

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