Service d'analyse thermique

Le service d'analyse thermique (SAT) regroupe un ensemble de techniques analytiques permettant d'étudier l'influence des variations de température sur les propriétés d'un matériau. Il permet de déterminer les variations de masse et d'énergie de l'échantillon en fonction de la température, ainsi que d'identifier les gaz de décomposition ou de réaction par spectrométrie de masse. Ses applications présentent un grand intérêt dans les domaines de la recherche, du développement industriel et du contrôle qualité et de la production. 

Le SAT propose les techniques suivantes :

• Analyse thermique simultanée (ATG-ATD/DSC) : L’analyse thermique simultanée (ATG-ATD/DSC) mesure le flux de chaleur et la variation de masse d’un échantillon en fonction de la température ou du temps dans une atmosphère contrôlée. La mesure simultanée de ces deux propriétés du matériau permet de différencier les événements endothermiques et exothermiques sans variation de masse (par exemple, la fusion et la cristallisation) de ceux qui impliquent une variation de masse (par exemple, la dégradation).

• Calorimétrie différentielle à balayage (DSC-MDSC) : La DSC conventionnelle mesure le flux de chaleur associé aux transitions de phase des matériaux en fonction du temps et de la température. Les résultats des tests fournissent des informations qualitatives et quantitatives sur les changements physiques et chimiques qui génèrent une réaction endothermique ou exothermique.
  Dans la DSC modulée (MDSC), utilisant la technologie de modulation de température, un programme de température sinusoïdal est superposé au profil de température linéaire conventionnel, permettant de séparer le flux de chaleur total en composantes cinétique et thermodynamique (Cp).
• Thermogravimétrie couplée à un spectromètre de masse (TGA-DSC-MS) : Cette technique permet d'analyser par MS les gaz consommés ou émis par le matériau lorsqu'il est soumis à un programme de température dans une atmosphère contrôlée.

Applications

De manière générale, l'analyse thermique permet la caractérisation précise de nouveaux matériaux de haute technologie, notamment grâce à la mesure de la température. Elle est également utilisée pour le contrôle qualité et la recherche sur divers produits industriels. Par exemple, elle sert à la caractérisation des polymères, des produits pharmaceutiques, des argiles et des minéraux, des métaux et alliages, des semi-conducteurs et des produits alimentaires, ainsi que dans des domaines tels que les énergies renouvelables, les matériaux pour l'amélioration de l'environnement et le développement durable, et des études plus fondamentales sur les réactions chimiques, les transitions de phase, etc.

• Applications de l'analyse thermique simultanée (ATG-ATD-DSC) :
  • Stabilité thermique.
    • Température de décomposition.
    • Étude de décomposition cinétique.
  • Détermination de la composition.
    • Détermination de la teneur en humidité, en matières volatiles, en cendres et en carbone fixe.
    • Teneur en matières inorganiques (résidus).
    • Détermination de la pureté.
    • Études de gazéification d'échantillons carbonés.
    • Analyse des gaz dégagés (TGA-MS).
    • Effet des atmosphères réactives ou corrosives sur les matériaux.
• Applications de la calorimétrie différentielle à balayage (DSC-MDSC) :
  • transition de phase
    • Point de fusion (Tm)
    • Chaleur de fusion
    • Transition vitréenne (Tg)
    • Température de cristallisation (Tc)
  • Mesures des capacités thermiques
  • Études sur le polymorphisme

Équipement

• Analyseur thermique simultané TA Instruments Discovery SDT 650 (TGA/DSC). (1)
• Calorimètre différentiel à balayage TA Instruments Discovery DSC 025.(1)
• Analyseur thermogravimétrique Perkin Elmer Pyris Diamond TGA/DTA.
• Spectromètre de masse quadripolaire Pfeiffer Vacuum GSD 301 T (Thermostar).
• Spectromètre de masse à prisme PRO QMG 260 M2 (2)

Financement

L'infrastructure nécessaire à ce service a été financée par le gouvernement des îles Canaries :
(1) Fonds de développement des îles Canaries (FDCAN). Année 2019.
(2) Fonds de développement des îles Canaries (FDCAN). Projet Minerva Année 2024.