تقييم وتفسير درجات حرارة الذروة لمنحنيات DSC. الجزء 1 - المبادئ الأساسية

ومع ذلك، إذا كانت القمم واسعة، فلا يمكن تحديد درجة حرارة الظهور بدقة وتفقد معناها المادي. ثم يتم استخدام درجة حرارة الذروة لتحديد درجة حرارة الذوبان.

في حالة البوليمرات، تعد درجة حرارة الذروة، T_m، قياسًا لمتوسط درجة حرارة ذوبان الحبيبات البلورية. مع تحولات المرحلة الثانية، تعد T_m درجة الحرارة المميزة للتحول، ومع الخلائط، يحدد الحد الأقصى للذروة منحنى السيولة في مخطط المرحلة.

على الرغم من أن القيم التي تم قياسها لـ Δh وT_on مستقلة بشكل كبير عن معدل التسخين، B، وكتلة العينة، m، فإن درجة حرارة الذروة تعتمد إلى حد كبير على هاتين المعلمتين. وتؤدي الكتل الأكبر من العينة ومعدلات التسخين الأعلى إلى تحويل الذروة القصوى إلى درجات حرارة أعلى. علاوة على ذلك، وعلى النقيض من Ton، يمكن ملاحظة أن درجة حرارة الذروة قد تكون مختلفة تمامًا (الشكل 2) اعتمادًا على ما إذا كان المنحنى معروضًا كدالة لدرجة حرارة العينة أو درجة حرارة البرنامج (في مصطلح برنامج STAR^e، درجة الحرارة المرجعية). وينشأ هذا السؤال المتعلق بماهية "درجة حرارة الذروة الحقيقية" وماذا يعني ذلك، أو على الأقل، ما أفضل نهج لتقييم الذروة. ستتم مناقشة هذه الموضوعات على وجه الخصوص فيما يتعلق بعمليات الذوبان في هذه السلسلة من المقالة المكونة من جزأين. 

يتناول الجزء الأول هنا أصل ذروة ذوبان DSC ويشتق خصائص ذروة الذوبان المثالية. وفي الجزء الثاني، سيتم تطبيق هذه الأفكار وتوضيحها بمساعدة الأمثلة العملية.

ذروة الذوبان المثالية 

تناقش الأقسام التالية تأثير العينة وشروط القياس على درجة حرارة الذروة باستخدام نموذج بسيط جدًا. أولاً، يشير النموذج إلى عينة رقيقة من التوصيلية الكهربية الجيدة التي لا تحدث بها تدرجات درجة الحرارة. وتكون السعة الحرارية للعينة قبل التحول وبعده هي نفسها. ويكون السلوك الحراري للعينة والجوانب المرجعية لنظام القياس متناظر تمامًا. وأخيرًا، فإن استجابة الجهاز لتغيير مفاجئ في تدفق الحرارة يعد دالة أسية بحتة. 

الاستنتاجات

خلال ذروة الذوبان، تحدث الاختلافات بين درجة حرارة البرنامج ودرجات حرارة العينة الحقيقة والمقيسة نتيجة لعمليات نقل الحرارة المناظرة. تؤدي التدرجات الناتجة في درجة الحرارة إلى ارتفاع مواقع الذروة التي تم قياسها في منحنى تدفق الحرارة.

تعتمد درجة حرارة الذروة، T_m، على ظروف القياس (معدل التسخين وكتلة العينة ونقل الحرارة) ولا تعد مقياسًا مباشرًا للخواص المادية. إذا كنت ترغب في مقارنة هذه الكمية بشكل مفيد لعينات مختلفة، فيجب إجراء القياسات بنفس معدل التسخين باستخدام عينات من كتلة مماثلة مضمنة في نفس نوع البوتقة. يتم الحصول على درجة حرارة الذروة التي تم المستنبطة لمعدل تسخين وكتلة صفري باستخدام مخطط إيلرس. وتكون هذه الكمية مستقلة عن الظروف التجريبية ومتوافقة مع درجة حرارة ذوبان التوازن للحبيبات البلورية الموجودة. تختلف درجات حرارة تقييم الذروة (درجات حرارة البداية والذروة) اعتمادًا على ما إذا كان يتم إجراء التقييم كدالة لدرجة حرارة البرنامج (مصطلح STAR^e: درجة الحرارة المرجعية) أو درجة حرارة العينة. إن تقييم الذروة كدالة لدرجة حرارة العينة ينتج نتائج أقرب إلى درجة حرارة العينة الحقيقية.

في برنامج STAR^e، يمكن عرض منحنيات DSC باستخدام درجة حرارة البرنامج (درجة الحرارة المرجعية) أو درجة حرارة العينة. يمكن تعيين وضع التقييم في وضع النتائج. وهذا يعني أن تقييم منحنى القياس المعروض كدالة لدرجة الحرارة المرجعية يمكن أن يوفر أيضًا درجات حرارة العينة المناظرة.

في الجزء الثاني من هذه السلسلة، ستتم مناقشة عدد من منحنيات القياس الحقيقية.

_{تقييم وتفسير درجات حرارة الذروة لمنحنيات DSC. الجزء الأول: المبادئ الأساسية | تطبيق التحليل الحراري رقم UC 232 | نُشر التطبيق في UserCom 23 للتحليل الحراري من شركة METTLER TOLEDO}