07.05.2025 by Dr. Chiara Baldini, Aileen Sammler
Karakterisasi Campuran Garam NaNO₃-KNO₃ Menggunakan NETZSCH Instrumen Analisis Termal dan Difraksi Sinar-X
Garam dan sistem garam melayani spektrum aplikasi yang luas di berbagai industri dan dalam kehidupan sehari-hari - mulai dari Pengawetan (Reaksi Pengikatan Silang)Secara harfiah diterjemahkan, istilah "crosslinking" berarti "jaringan silang". Dalam konteks kimia, istilah ini digunakan untuk reaksi di mana molekul dihubungkan bersama dengan memperkenalkan ikatan kovalen dan membentuk jaringan tiga dimensi. pengawetan dan penyedap makanan hingga farmasi, obat-obatan, pertanian, dan pengolahan air. Selain itu, berbagai macam garam yang signifikan sangat penting dalam sektor industri seperti manufaktur kimia, metalurgi, dan produksi energi, termasuk teknologi nuklir dan surya.
Wawasan Baru tentang Stabilitas Fase NaNO₃-KNO₃ untuk Penyimpanan Energi Termal
Penelitian terbaru kami berfokus pada sistem NaNO₃-KNO₃, fluida transfer panas dan bahan penyimpan energi panas yang banyak digunakan di pembangkit listrik tenaga surya terkonsentrasi (CSP). Meskipun aplikasinya sangat luas, perbedaan dalam diagram fase kesetimbangan tetap ada karena pembentukan fase metastabil yang dipengaruhi oleh kondisi eksperimental.
Dengan mengintegrasikan kalorimetri pemindaian diferensial (DSC), analisis termomekanis (TMA), analisis laser flash (LFA), dan difraksi sinar-X suhu tinggi (HTXRD), kami mendapatkan wawasan yang lebih dalam tentang sifat termal dan struktural sistem. Khususnya, HTXRD mengonfirmasi pembentukan fase larutan padat metastabil, yang memperkuat perlunya pendekatan termal dan struktural gabungan untuk memahami perilaku material secara menyeluruh.
Makalah ilmiah baru-baru ini"Analisis komprehensif pembentukan fase metastabil dalam sistem NaNO₃-KNO₃ dengan analisis termal dan difraksi sinar-X suhu tinggi", yang diterbitkan dalam Journal of Materials Research and Technology, secara langsung membahas perbedaan-perbedaan ini.
Dalam penelitian ini, pendekatan multi-teknik digunakan termasuk diferensial scanning kalorimetri (NETZSCH DSC 204 F1 Phoenix® ), analisis termomekanik (NETZSCH TMA 402 F1 Hyperion® ), analisis laser flash (NETZSCH LFA 467 HyperFlash®), dan difraksi sinar-X suhu tinggi (HTXRD - Empyrean Series 3).
Hasilnya menunjukkan perbedaan yang signifikan dalam suhu transisi dan perubahan volume antara siklus pemanasan pertama dan kedua. Selain itu, studi XRD suhu tinggi mengkonfirmasi pembentukan dan persistensi fase metastabil, menyelesaikan ketidakkonsistenan yang sebelumnya tidak terselesaikan dalam data yang dilaporkan.
Mengintegrasikan teknik eksperimental canggih dalam analisis termal secara signifikan meningkatkan keandalan sifat termofisik, yang sangat penting untuk pengembangan basis data termodinamika yang andal. Integrasi ini mendukung pengembangan material inovatif yang dioptimalkan untuk beragam rentang suhu, sehingga meningkatkan efisiensi dan keberlanjutan proses industri dan solusi penyimpanan energi.
Untuk eksplorasi yang lebih rinci tentang metode dan hasil, makalah penelitian lengkap tersedia secara online:
Ucapan terima kasih
Penelitian ini dilakukan melalui upaya kolaboratif para peneliti dari NETZSCH-Gerätebau GmbH (Selb, Jerman), Malvern Panalytical BV (Almelo, 7602 EA, Belanda), dan Forschungszentrum Jülich GmbH, IMD-1 (Jülich, Jerman). Kami mengucapkan terima kasih atas kontribusi berharga dari para penulis dan dukungan yang diberikan oleh institusi masing-masing.
Tonton juga webinar kami: Sistem Garam Menjelajahi Batas Eksperimental
Sistem garam membentuk kelompok material yang berbeda bersama oksida dan logam. Penggunaannya yang luas sebagai media transfer panas atau reaktan kimia dalam industri utama seperti metalurgi, nuklir, dan energi surya disebabkan oleh sifat termofisiknya yang unik, ditambah dengan biaya dan ketersediaannya yang relatif rendah. Kombinasi garam dengan kation dan anion yang berbeda sangat meningkatkan variasi aplikasi. Penentuan yang akurat dari sifat termofisika seperti densitas, kapasitas panas dan Difusivitas TermalDifusivitas termal (a dengan satuan mm2 /s) adalah properti khusus material untuk mengkarakterisasi konduksi panas yang tidak stabil. Nilai ini menggambarkan seberapa cepat suatu bahan bereaksi terhadap perubahan suhu.difusivitas termal sangat tergantung pada persiapan sampel dan pilihan bahan wadah. Informasi mengenai Stabilitas TermalSuatu bahan dikatakan stabil secara termal jika tidak terurai di bawah pengaruh suhu. Salah satu cara untuk menentukan stabilitas termal suatu zat adalah dengan menggunakan TGA (penganalisis termogravimetri). stabilitas termal dan perilaku PenguapanPenguapan suatu unsur atau senyawa adalah transisi fase dari fase cair ke uap. Ada dua jenis penguapan: penguapan dan pendidihan.penguapan/dekomposisi garam juga penting untuk interpretasi hasil eksperimen. Beberapa campuran garam dapat membentuk fase metastabil, yang mungkin bergantung pada program suhu atau parameter lain dari peralatan eksperimental.
Semua masalah ini dan solusi yang mungkin untuk penyelidikan sistem garam dengan instrumen TG/DTA/DSC/TMA/LFA akan dibahas dalam webinar kami.
