Analisi termica in laboratorio
Le vostre esigenze: caratterizzare un materiale a partire da un’analisi termica in seguito a un bisogno di validazione, ottimizzazione o controllo qualità
L’analisi termica è essenziale per le aziende che desiderano caratterizzare e ottimizzare le prestazioni termiche dei propri materiali.
Grazie a tecniche come la TGA o la DSC, il laboratorio FILAB risponde alle esigenze dei settori più esigenti, dall’aeronautica alla chimica, passando per la plasturgia.
Che cos’è un’analisi termica?
L’analisi termica di un materiale consente di caratterizzare le proprietà fisico-chimiche di un materiale quando questo è sottoposto a sollecitazioni termiche esterne (temperatura).
Questa analisi in laboratorio permette di valutare la stabilità termica e i comportamenti di transizione di un materiale lungo tutto il suo ciclo di vita, dalla formulazione al processo industriale fino all’uso finale.
Tipi di materiali interessati
L’analisi termica si applica a un’ampia gamma di materiali utilizzati nell’industria:
Polimeri e plastiche : per studiarne la stabilità termica, il comportamento alla degradazione o le transizioni di fase.
Metalli e leghe : per analizzare le dilatazioni termiche e prevenire i guasti in condizioni estreme.
Prodotti chimici e farmaceutici : per garantirne la stabilità termica e la conformità normativa.
Compositi : per valutarne la resistenza alle alte temperature in applicazioni come l’aeronautica o l’automotive.
Ceramiche : per studiarne il comportamento in ambienti ad alta temperatura, in particolare nel settore dell’energia.
Perché fare un’analisi termica del vostro materiale?
L’analisi termica è una tecnica essenziale per caratterizzare le proprietà termiche dei materiali. Utilizzando questa analisi, il laboratorio FILAB può misurare la risposta termica dei vostri materiali di fronte a una fonte di calore o di raffreddamento.
Consente di caratterizzare la risposta di un materiale sottoposto a variazioni di temperatura, identificando proprietà chiave quali:
- transizioni di fase (fusione, vetrificazione),
- la stabilità termica,
- la capacità termica
- o ancora la degradazione chimica.
Presso il laboratorio FILAB, queste analisi che ricorrono a diverse tecniche ATD, DSC, ATG, sono utilizzate per :
Le nostre soluzioni: offrirvi servizi affidabili di analisi termiche e supporto nell’interpretazione dei risultati
Da oltre 30 anni, il nostro laboratorio FILAB dispone dell’esperienza e di mezzi analitici specifici che consentono di rispondere alle esigenze di analisi termiche dei nostri clienti. FILAB affianca le aziende nella caratterizzazione dei loro materiali attraverso analisi affidabili e personalizzate.
I nostri servizi di analisi termica in laboratorio
Dall’analisi alla R&D, il laboratorio FILAB propone servizi multisettoriali che rispondono a diversi tipi di richieste di analisi termiche quali:
I nostri mezzi tecnici per l’analisi termica del materiale
Esistono diverse tecniche di analisi termica che consentono di mettere in evidenza le specificità fisico-chimiche del materiale in funzione della temperatura:
I tipi di guasti evitati grazie all’analisi termica
L’analisi termica consente di prevenire o diagnosticare diversi tipi di guasti critici per l’industria:
Degrado termico: perdita di massa o modifica chimica dei materiali sotto l’effetto del calore.
Instabilità chimica: reazioni termiche impreviste che possono compromettere la sicurezza o l’efficacia dei prodotti.
Reattività termica eccessiva: rischi di infiammabilità o decomposizione pericolosa nei prodotti chimici.
Transizioni di fase non controllate: fusione, cristallizzazione o vetrificazione che influenzano le prestazioni dei prodotti.
Fessurazione o deformazione: conseguenti a dilatazioni o contrazioni termiche non previste, in particolare nei metalli e nei compositi.
Le analisi termiche nelle industrie
L’analisi termica è utilizzata in numerosi settori industriali per rispondere a problematiche specifiche relative alle prestazioni e alla sicurezza dei materiali.
- Per determinare la stabilità termica dei medicinali e la compatibilità dei componenti nelle formulazioni farmaceutiche. L’analisi termica, tramite tecniche come la DSC, consente di garantire l’efficacia, la sicurezza e la longevità dei prodotti farmaceutici, rispondendo così alle severe normative del settore.
- Garantire la resistenza dei materiali a temperature estreme, in particolare nel settore aerospaziale. L’analisi termica aiuta a selezionare materiali in grado di resistere a variazioni di temperatura estreme e a condizioni termiche elevate.
- Gestire la dissipazione termica nei dispositivi elettronici per evitare il surriscaldamento dei componenti elettronici. L’uso della termografia a infrarossi e della misurazione della conducibilità termica consente di progettare circuiti più efficienti e sistemi di raffreddamento adeguati. Ottimizzare la gestione termica è essenziale per prolungare la durata dei dispositivi elettronici e per ridurre al minimo il rischio di guasti dovuti al calore.
FAQ
L’analisi termica è una tecnica scientifica che consente di valutare le proprietà termiche di diversi materiali. Questo metodo di laboratorio viene utilizzato per analizzare i cambiamenti fisici e/o chimici che si verificano durante la variazione di temperatura. I materiali comunemente sottoposti ad analisi termiche sono polimeri, compositi, metalli, leghe e ceramiche. Questa tecnica è molto utile per determinare proprietà dei materiali come la conducibilità termica, la capacità termica e la diffusività termica.
L’analisi termogravimetrica (TGA) è una tecnica che misura la variazione di massa di un campione in funzione della temperatura o del tempo. Consente di rilevare fenomeni come la decomposizione, la disidratazione o l’ossidazione riscaldando il campione in un’atmosfera controllata. La TGA viene utilizzata per studiare la composizione chimica, la stabilità termica e le temperature di decomposizione dei materiali, aspetti essenziali nella ricerca e sviluppo, così come nel controllo qualità di numerosi settori industriali, come quelli dei polimeri e delle ceramiche.
L’analisi termica e l’analisi termogravimetrica sono due tecniche di caratterizzazione dei materiali molto comuni. Sebbene entrambe si concentrino sulla misurazione delle proprietà termiche dei materiali, differiscono per il loro approccio.
L’analisi termica è una tecnica che misura le proprietà termiche in risposta a variazioni di temperatura, mentre l’analisi termogravimetrica misura la variazione di massa dello stesso materiale in risposta ai cambiamenti di temperatura.
In altre parole, mentre l’analisi termica si concentra sui cambiamenti fisico-chimici indotti dalle variazioni di temperatura, l’analisi termogravimetrica esamina le variazioni di massa che ne derivano. Queste tecniche offrono una comprensione approfondita delle proprietà termiche dei materiali e sono utilizzate in numerosi ambiti, dall’industria alla ricerca.
Una corretta interpretazione dei risultati di un’analisi termica dipende da una comprensione approfondita dei principi fisici sottostanti.
I risultati di un’analisi termica sono spesso presentati sotto forma di curve che rappresentano l’andamento della temperatura in funzione del tempo o della quantità di energia assorbita o rilasciata dal campione.
In generale, le variazioni di temperatura ed energia indicano transizioni di fase o riorganizzazioni molecolari nel campione. La comprensione di questi risultati è fondamentale per l’ottimizzazione delle proprietà dei materiali.
Durante un’analisi termica, vengono studiate diverse proprietà termiche dei materiali per comprenderne il comportamento in varie condizioni di temperatura. Ecco le principali proprietà analizzate:
> Capacità termica (Cp): è la quantità di calore necessaria per aumentare la temperatura di un’unità di massa del materiale di un grado Celsius, consentendo di comprendere come un materiale assorbe e immagazzina l’energia termica.
> Transizione termica: include il rilevamento dei punti di transizione come i punti di fusione, di cristallizzazione e le transizioni vetrose, indicando a quali temperature un materiale cambia fase o struttura.
> Stabilità termica: questa proprietà descrive la capacità di un materiale di conservare le proprie caratteristiche fisiche e chimiche a temperature elevate. La decomposizione termica o il degrado possono essere analizzati per determinare a quale temperatura un materiale inizia a decomporsi.
> Conducibilità termica: è la misura della capacità di un materiale di condurre il calore. Questa proprietà è essenziale per le applicazioni in cui la gestione del calore è critica, come nei materiali isolanti o nei componenti elettronici.
> Coefficiente di dilatazione termica: quantifica l’espansione o la contrazione di un materiale in risposta alle variazioni di temperatura, per applicazioni che richiedono un’elevata precisione dimensionale.
> Temperatura di decomposizione: la temperatura alla quale un materiale inizia a decomporsi chimicamente, in particolare in condizioni di temperatura elevata.
> Dilatazione termica: misura le variazioni dimensionali in risposta alla temperatura. Per i materiali utilizzati nell’edilizia o nella fabbricazione di componenti soggetti a fluttuazioni di temperatura, questa proprietà è fondamentale per garantire l’integrità strutturale e la compatibilità dei materiali.
L’analisi di queste proprietà aiuta le industrie a scegliere, progettare e produrre materiali adatti ad applicazioni specifiche, garantendo prestazioni, sicurezza e durata.
Consente di identificare fenomeni come il degrado termico, transizioni di fase impreviste o cricche dovute alle variazioni di temperatura, evitando così problemi di prestazioni o di sicurezza.
Viene utilizzata nell’aeronautica, nell’automotive, nella chimica, nella plasturgia, nel settore farmaceutico e nell’energia, per applicazioni che vanno dalla caratterizzazione dei materiali alla validazione dei processi di fabbricazione.
L’analisi termica misura parametri chiave come la temperatura di degradazione, la stabilità termica, l’entalpia delle transizioni, i coefficienti di dilatazione termica e le perdite di massa.
I risultati includono curve di comportamento termico (TGA, DSC) o dati precisi sulla dilatazione, sulle temperature critiche, sulle perdite di massa e sulle transizioni termiche specifiche dei materiali.
Un laboratorio specializzato offre apparecchiature all’avanguardia, esperti qualificati e garantisce analisi conformi agli standard industriali (ISO, COFRAC), essenziali per rispondere alle esigenze di progetti industriali complessi.
