Pendahuluan
Butiran yang terbuat dari bijih mangan aluminium terutama digunakan dalam industri metalurgi. Ini berfungsi sebagai bahan baku untuk produksi paduan aluminium-mangan. Paduan ini digunakan untuk berbagai aplikasi di industri otomotif, kedirgantaraan, konstruksi, dan elektronik. Dalam beberapa kasus, butiran bijih mangan aluminium juga digunakan dalam industri baja sebagai aditif paduan untuk jenis baja tertentu, untuk meningkatkan sifat-sifat seperti kekuatan dan ketahanan terhadap korosi.
Kondisi Pengukuran
Efek energik diukur dengan kalorimeter diferensial suhu tinggi yang dinamis, NETZSCH model DSC 404 F1 Pegasus® . Sistem pemuatan atas memungkinkan pengukuran dari suhu kamar hingga 1650°C. Tergantung pada aplikasinya, sensor DSC atau DTA yang berbeda dapat digunakan; sensor ini dapat dengan mudah ditukar oleh operator. Untuk sensor yang sesuai, tersedia berbagai jenis termokopel (E, K, S, dan B), yang pemilihannya tergantung pada kisaran suhu dan sensitivitas yang diperlukan. Instrumen ini kedap vakum sehingga memungkinkan pengukuran di bawah gas inert murni atau atmosfer pengoksidasi. Laju pemanasan hingga 50 K/menit dimungkinkan. Perangkat lunak ini memungkinkan penghitungan suhu awal dan suhu puncak, titik belok, integrasi area puncak, dan banyak lagi. Parameter pengukuran tercantum dalam tabel 1.
Tabel 1: Parameter pengukuran
| Instrumen | DSC 404 F1 Pegasus® |
| Sensor/tipe sensor | DSC Kapasitas Panas Spesifik (cp)Kapasitas panas adalah kuantitas fisik spesifik material, ditentukan oleh jumlah panas yang disuplai ke spesimen, dibagi dengan kenaikan suhu yang dihasilkan. Kapasitas panas spesifik terkait dengan satuan massa spesimen.cp, tipe S |
| Tungku | Rhodium |
| Cawan lebur | Boron nitirde (BN) dengan tutup berlubang dan cakram Al2O3 di antara dasar wadah luar dan sensor |
| Program suhu | RT hingga 1650 ° C |
| Laju pemanasan | 20 K / menit |
| Berat sampel | 30,748 mg |
| Standar kalibrasi | Safir |
Hasil Pengukuran dan Pembahasan
Untuk pengukuran, aluminium dan bijih mangan (tanah) dicampur dengan rasio 1:1 dan dipanaskan hingga 1650°C dengan laju pemanasan 20 K/menit menggunakan atmosfer argon dan wadah BN dengan tutup berlubang. Gambar 1 menunjukkan sinyal DSC yang menunjukkan efek energetik yang terlihat jelas dengan meningkatnya suhu.
Dua efek endotermal yang sedikit tumpang tindih diamati pada suhu puncak 612°C dan 674°C (lihat tampilan yang diperbesar pada gambar 2). Total entalpi dari efek endotermal ini mencapai 216 J/g. Efek total ini mungkin disebabkan oleh peleburan butiran atau bagian aluminium. Efek EndotermikTransisi sampel atau reaksi bersifat endotermik jika panas diperlukan untuk konversi.endotermik lainnya terdeteksi pada suhu puncak 912°C.
Di atas 1000°C, efek EksotermikTransisi sampel atau reaksi dikatakan eksotermik jika dihasilkan panas. eksotermal yang tumpang tindih large dengan entalpi total -1554 J/g dapat dilihat pada suhu puncak 1217°C dan 1362°C. Tumpang tindih tersebut, yang dapat dikenali sebagai bahu, kemungkinan besar disebabkan oleh reaksi di dalam campuran sampel. Terjadi reaksi seperti termit [1]. Bijih mangan bereaksi dengan aluminium cair pada suhu yang lebih tinggi dengan cara direduksi. Ini berarti mangan bereaksi dengan aluminium, menghilangkan oksigen untuk membentuk logam mangan. Reaksi berlangsung sesuai dengan reaktivitas termodinamika antara unsur-unsur.
MnO2 + Al → Mn + Al2O3
Kondisi reaksi spesifik bergantung pada komposisi yang tepat dari bijih mangan dan suhu. Efek EksotermikTransisi sampel atau reaksi dikatakan eksotermik jika dihasilkan panas. eksotermal dengan entalpi -1554 J/g ini meluas pada rentang suhu yang luas, yaitu lebih dari 500°C. Pada akhir pengukuran, sampel ditimbang ulang. Kehilangan massa sebesar ~5% ditentukan.
Ringkasan
Dengan kemampuan melakukan investigasi termoanalitik pada suhu tinggi, DSC 404 F1 Pegasus® memungkinkan analisis pada bahan dalam kondisi termal yang ekstrem. Selain itu, pencitraan dan karakterisasi entalpi reaksi large, seperti yang ditunjukkan pada contoh di atas, dapat dilakukan dengan instrumen yang kuat dan sangat sensitif ini.
Efek energetik dan perubahan keadaan dapat diukur dan dianalisis secara tepat, sehingga memberikan wawasan yang berharga bagi para peneliti tentang perilaku termal dan stabilitas berbagai macam bahan pada bidang suhu yang luas.
Instrumen ini banyak digunakan di bidang-bidang seperti ilmu material dan geo atau industri logam/baja dan keramik; yaitu, di bidang-bidang di mana pemahaman dan pengetahuan tentang sifat termal dan termofisika material sangat menentukan untuk pengembangan produk, optimalisasi proses, dan kontrol kualitas.