Thermische analyse van keramiek

Thermische analyse speelt een belangrijke rol in het onderzoek van grondstoffen, de optimalisering van fabricageprocessen en de karakterisering van eindproducten in de keramische industrie. 

Keramiek is een verzamelnaam voor anorganische niet-metallische producten en grondstoffen die voornamelijk zijn samengesteld uit silicaten, oxiden en andere anorganische verbindingen.

Hierbij maken we een onderscheid tussen:

  • glas, witgoed of structurele keramiek (zoals keukenservies, bakstenen, buizen, dakpannen, tegels, …)
  • tribologische of slijtvaste keramiek
  • elektrische of technische keramiek (Zoals lagers, supergeleiders, motoren, brandstofcellen en vele andere hoge-temperatuurbestendige materialen voor veelzijdige technische toepassingen, …)

Thermo-analytische methoden

Binnen de thermische analyse zijn er verschillende technieken die worden toegepast voor de bepaling van de thermo-fysische eigenschappen van keramiek.

De business unit Analyzing & Testing van de Netzsch Group ontwikkelt en vervaardigt hoge-precisie instrumenten voor thermische analyse en meting van thermo-fysische eigenschappen. Daarnaast bieden ze commerciële testdiensten aan in hun applicatie laboratoria. De instrumenten worden gebruikt voor onderzoek en kwaliteitscontrole in de polymeer sector, de chemische industrie, op het gebied van anorganische en bouwmaterialen en voor milieuanalyse.  

Differentiële Scanning Calorimetrie (DSC)

Met deze techniek onderwerpen we een monster en een referentie aan een gecontroleerd temperatuurprogramma:

  •   verwarmen
  •   koelen
  •   isotherm: constant houden van de temperatuur

De werkelijk gemeten eigenschappen zijn de temperatuur van het monster en het temperatuurverschil tussen het monster en de referentie. Op basis van de verkregen data bepalen we het warmtestroomverschil tussen monster en referentie.

ThermoGravimetrische Analyse (TGA)

Bij thermogravimetrische analyse meten we de massa van een monster in functie van  de tijd en/of temperatuur. Deze meting geeft ons alle informatie over fysische verschijnselen:

  • faseovergangen
  • absorptie
  • desorptie
  • thermische ontleding en vast-gasreacties (bijv. oxidatie of reductie)

Simultane Thermische Analyse (STA)

Simultane thermische analyse is het gelijktijdig toepassen van thermogravimetrie en differentiële scanning calorimetrie.

Dit heeft belangrijke voordelen:

  • identieke testcondities voor de TGA- en DSC-signalen
  • verbetering van de doorvoer van monsters aangezien we bij elke analyse  meer informatie verzamelen

Gecombineerde technieken (Evolved Gas Analysis – EGA)

Met een thermobalans gekoppeld aan een geschikt gasanalyse-systeem verkrijgen we kwalitatieve informatie over de gasvormige reactieproducten of de ontledingsproducten die tijdens een TGA-experiment zijn gevormd. Bovendien verkrijgen we hiermee ook kwantitatieve informatie over massa wijzigingen.

De combinatie met een FT-IR is een must geworden, vooral in de polymeer- , chemische en farmaceutische industrieën.

Dilatometrie (DIL)

Een dilatometer meet volumeveranderingen in vloeistoffen of vaste stoffen. De volumeveranderingen kunnen een  gevolg zijn van temperatuurschommelingen, chemische reacties, absorptie van vloeistoffen of fysische stress op een vaste stof.

Laser Flash analyse (LFA)

De laser flash methode meet de thermische diffusiviteit van een materiaal. Hierbij wordt het vlakke oppervlak van een monster opgewarmd door een laserpuls waarna de temperatuurstijging aan de achterkant van het monster wordt gemeten in functie van de tijd. Hieruit kunnen dan verder de specifieke warmtecapaciteit en thermische geleidbaarheid bepaald worden.

Meer weten over de Netzsch analysing and testing?

Heb je vragen of wil je meer weten over één of meerdere van bovenstaande technieken?

PLAN HIER JE GESPREK MET ONZE EXPERT

Meer info over de thermische eigenschappen van keramische materialen kan je vinden in  het handboek “Thermal Properties of Ceramics

Gerelateerde berichten

Industrieel afval als vervanger van steenkool voor de productie van cement

Het produceren van cement is een intensief productieproces waarvoor heel wat energie nodig is. Steenkool is hierbij de traditionele energiedrager, maar Schwenk Zementwerke KG, een van de grootste cement- en bouwmaterialen producenten in Duitsland, wil in de nabije toekomst ook andere materialen zoals industrieel afval als energiebron voor de cementproductie te gebruiken. Dit betekent dat [...]

QMineral: Nauwkeurige data start bij betrouwbare partners

Begin 2021 besloot QMineral uit Heverlee om te investeren in apparatuur voor de bepaling van deeltjesgrootte. De keuze viel hierbij op de Fritsch Analysette 22 laserdiffractie analyzer die verdeeld wordt door Benelux Scientific.  QMineral is een onafhankelijk laboratorium voor materiaalonderzoek. Zij leveren analytische diensten aan een groot aantal wereldwijde industriële partners. Om deze nauwkeurige data [...]

Analyse van zware metalen met de Bruker Handheld XRF voor een beter milieu

Zware metalen komen van nature voor in ons milieu onder verschillende vormen. We vinden ze onder andere terug in stofdeeltjes in de lucht, en in mineralen, gesteenten en bodems. Daarnaast zijn ze ook terug te vinden in het ecosysteem van de mens. Onder menselijke invloed kan de natuurlijke geo-biogeochemische cyclus beïnvloedt worden en leiden tot [...]