5.3. Одновременный многокомпонентный метод дта.

Разработана конструкция установки, позволяющая при одновременном нагревании в одной печи, производить серийный термический анализ нескольких различных образцов. Применение такого метода даёт возможность определить содержание компонентов, входящих в состав различных глинистых пород и вяжущих материалов. Принципиальная схема установки для проведения многокомпонентного анализа и серия кривых, полученная при анализе каолина, гидраргиллита, галлуазита и их смесей, приведена на рисунке 4.1. Кривая (каолин) 1 имеет, при температуре 150 ⁰С, слабый эндотермический эффект, обусловленный удалением адсорбированной каолином влаги.

Рис. 4.1. Принципиальная схема установки для проведения многокомпонентного анализа и серия кривых, полученная при анализе каолина (1), гидраргиллита (2), галлуазита (3) и их смесей (4)

1 – милливольтметр; 2 – регулятор скорости нагрева (автотрансформатор); 3-6 – термопары с сосудами для эталонных образцов; 7 – термопара с сосудом для исследуемого образца; 8-10 – термопары с сосудами для первого, второго и третьего компонентов; 11 – гальванометр для исходного образца; 12-14 – гальванометры для первого второго и третьего компонентов.

Эндотермический эффект при 570 ⁰С вызван потерей конституционной воды. Слабый эндотермический эффект при 800 ⁰С свидетельствует о диссоциации карбонатов кальция, содержащихся в образце в виде примесей. Экзотермический эффект при 960 ⁰С вызван изменением пространственной решётки.

Кривая (гидрагиллит) 2 имеет слабый эндотермический эффект при 110 ⁰С, отвечающий удалению адсорбционной воды. Эндотермический эффект при 370 ⁰С характеризует удаление трёх молекул конституционной воды; слабый эндотермический эффект при 580 ⁰С и экзотермический эффект при 965 ⁰С обуславливаются наличием примесей каолина.

Кривая (галлуазит) 3 имеет эндотермический эффект при 140 ⁰С – удаление адсорбционной воды, при 630 ⁰С – удаление конституционной воды, при 830 ⁰С – разложение карбонатов кальция, экзотермический эффект при 975 ⁰С – изменение пространственной решётки.

Кривая 4, смеси равных количеств каолина, гидрагиллита и галлуазита – характеризуется эндотермическими эффектами при 130 ⁰С – удаление адсорбционной воды, 390 ⁰С – потери трёх молекул воды гидрагиллитом. По показанию гальванометра, содержание последнего компонента в смеси составляет 53,3 %.

Во всех случаях, при расчёте процентного содержания компонентов, необходимо вносить поправки на теплоёмкость и соответственно увеличивать навески проб взятых для анализа. Как видно из сопоставления кривых для отдельных компонентов и для смеси, можно непосредственно определить количественное содержание каждого из компонентов в составе образца. Эти данные получают по величине отклонения дифференциальных кривых. Сдвиг максимумов и минимумов указывает на протекание химических реакций между компонентами в процессе нагревания.

5.4. Бесконтактный метод дта.

Для изучения фазовых превращений в интервале температур от 20 до 2800 ⁰С Н. А. Недумовым разработан бесконтактный метод термического анализа, по которому изменение состояния исследуемого объёма регистрируют по изменению теплового потока внутри камеры, содержащей этот объём. Измерительно-регистрирующая часть прибора основана на применении схемы дифференциального и «простого» вольфрамовых термометров сопротивления, эталонного оптического пирометра ОП-48 и фоторегистрирующей части пирометра Н. С. Курнакова. Применяемые в этой установке специальные системы блоков изготовлены из тугоплавких материалов ThO₂, BeO, Al₂O₃, W, Mo, Ta. Превращения регистрируются дифференциальным термометром сопротивления, электрическая схема которого представляет собой мост с двумя равными плечами, являющимися термоприёмниками. Используемая в этом методе печь изготовлена с двухслойными плотно примыкающими спиралевидными вольфрамовыми нагревателями.