Àrea d'assaigs tèrmics i mecànics

Ubicació i contacte

El tècnic responsable és Joan Cifre  (ext.3485), els equips es troben al "Laboratori de propietats físiques C0" a la planta baixa dels SCT.

Tècnica

L’anàlisi tèrmica inclou un conjunt de tècniques basades en el seguiment d’una propietat de la mostra en funció de la temperatura o del temps quan la sotmetem a un cicle tèrmic .Els cicles tèrmics poden consistir en escalfar o refredar a una determinada velocitat o en mantenir la temperatura constant i estudiar l’evolució en funció del temps. Els assaigs mecànics permeten estudiar les propietats mecàniques de mostres sòlides.

Les tècniques d’anàlisi tèrmica i mecànica disponibles als SCT són:

  • Calorimetria diferencial de rastreig (DSC): és una tècnica quantitativa amb la qual es pot determinar la temperatura i el flux de calor associades a transicions a la mostra quan la sotmetem a un cicle tèrmic. Permet determinar si les transicions de la mostra són endotèrmiques o exotèrmiques i quantificar aquests canvis energètics.
  • Calorimetria isotèrmica de valoració (ITC): és una tècnica que permet la determinació dels paràmetres termodinàmics d’una reacció mitjançant la mesura del calor alliberat o absorbit durant la reacció. És una tècnica quantitativa amb la qual s’obté directament la constant de reacció, l’entalpia i l’estequiometria de la interacció entre dues o més molècules en solució.
  • Temogravimetria (TG): amb aquesta tècnica es mesura la variació de la massa d’una mostra quan es sotmet a un cicle tèrmic en atmosfera controlada.
  • Anàlisi tèrmica diferencial (ATD): amb aquest tècnica es mesura la diferencia de temperatura entre la mostra i una referència quan sotmetem la mostra a un cicle tèrmic en atmosfera controlada. És una tècnica qualitativa que permet detectar si la mostra experimenta processos endotèrmics o exotèrmics i la temperatura a la qual tenen lloc els canvis energètics a la mostra.
  • Anàlisi dinamomecànic (DMA): amb aquest tècnica es mesuren les propietats mecàniques de mostres sòlides en funció de la temperatura, el temps i la freqüència. Consisteix en l’aplicació a la mostra d’una força oscil·lant de freqüència i amplitud determinades. A partir de la resposta en deformació de la mostra a la força aplicada es poden determinar les seves propietats viscoelàstiques.
  • Anàlisi Termomecànica (TMA): permet determinar la deformació d’una mostra quan és sotmesa a una força constant (compressió, flexió o tracció) en un cicle tèrmic.
  • Assaigs mecànics: els SCT disposen d’una màquina universal d’assaigs mecànics, que permet estudiar les propietats mecàniques de mostres sòlides, a partir de les relació entre la força aplicada i la deformació produïda.

Equipament

  • Calorímetre diferencial de rastreig amb modulació de la temperatura TA Instruments model DSC 2920.
    • Temperatura: de -70ºC a 400ºC o de temperatura ambient a 725ºC.
    • Velocitat d’escalfament/refredament: de 0ºC/min a 100ºC/min.
    • Accessori de modulació de la temperatura.

 DSC2920P

  • Microcalorimetre diferencial de rastreig per a mostres líquides TA Instruments model nano DSC.
    • Temperatura: de -10ºC a 130ºC.
    • Velocitat d’escalfament/refredament: de 0,0001ºC/min a 2ºC/min.
    • Volum de les cel·les: 330 μl. 
  • Microcalorimetre isotèrmic de valoració TA instruments model nano ITC.
    • Temperatura: de 2ºC a 80ºC.
    • Volum de les cel·les: 190μl.
    • Volum de les xeringues 50μl.

 nano itcp

  • Microcalorimetre isotèrmic de valoració Microcal model MCS ITC.
    • Temperatura: de 0ºC a 80ºC.
    • Volum de les cel·les: 1,7ml.
    • Volum de les xeringues 100μl i 250 μl 

 Microcal MCS p 

  • Equip simultani de termogravimetria i anàlisi tèrmica diferencial TA Instruments model SDT Q600.
    • Temperatura: de temperatura ambient a 1500ºC.
    • Velocitat d’escalfament: fins 100ºC/min.
    • Ambient de funcionament: atmosfera inert o oxidant.

 SDTQ600 p

  • Equip simultani de termogravimetria i anàlisi tèrmica diferencial TA Instruments model SDT 2960.
    • Temperatura: de temperatura ambient a 1500ºC.
    • Velocitat d’escalfament: fins 100ºC/min.
    • Ambient de funcionament: atmosfera inert o oxidant.

SDT2960 p
 

  • Analitzador dinamomecànic TA Instruments DMA Q800.
    • Força: de 0,001N a 18N.
    • Temperatura: de -145ºC a 600ºC.
    • Freqüència: de 0,01Hz a 200Hz.
    • Modes de treball: compressió, tracció, biaix, palanca i flexió.

 DMA800 p

·         Calorímetre diferencial de rastreig Mettler Toledo model DSC 3+

o    Temperatura: de -150ºC a 700ºC.

o    Velocitat d’escalfament/refredament: fin a 300ºC/min.

o    Accessori de modulació de la temperatura.

o    Intracooler de refredament. 

o    Equip de refredament amb nitrogen líquid (dewar de 150 L).

Calorímetre diferencial de rastreig Mettler Toledo model DSC 3+

        

  •  Analitzador termomecànic Mettler Toledo model TMA/SDTA 1+.

o Temperatura: de temperatura ambient a 1100ºC.
o Sonda de expansió/compressió.
o Anàlisi tèrmic diferencial.
o Criostat de termostatització del forn. 

•	Analitzador termomecànic Mettler Toledo model TMA/SDTA 1+.

  

  • Màquina universal d’assaigs mecànics ZWICK model Z100.
    • Cel·la de càrrega de 100kN.
    • Accessoris per assaigs de tracció i compressió i penetració.
    • Cel·la de Kramer per assaigs d’aliments.
    • Extensòmetre digital.
    • Càmera de temperatura: de -150ºC a 400ºC.
    • Cel·la de càrrega de 200N. 

Maq.tracci p

Aplicacions:

  • Canvis de fase: fusió, solidificació, cristal·lització, etc.
  • Determinació de capacitats calorífiques.
  • Estudis calorimètrics de molècules biològiques.
  • Identificació i estudis de polímers: cristal·linitat, puresa, transicions vítries, etc.
  • Estudis de descomposició i estabilitat tèrmica de productes químics.
  • Estudis d'oxidacions i de cinètiques.
  • Determinació de transicions magnètiques, temperatura de Curie.
  • Estudi de les propietats viscoelàstiques.
  • Determinació de coeficients de dilatació.
  • Estudi de les propietats mecàniques de tot tipus de mostres sòlides: metalls, plàstics, fibres, teles, adhesius, etc.
  • Assaigs texturals d’aliments.
  • Valoracions químiques: determinació de les constants d’equilibri, entalpies i estequiometria en reaccions orgàniques i biològiques.