TGA-BeFlat®
TGA-BeFlat® é um procedimento matemático que permite a remoção da medição de TGA da contribuição de fenômenos físicos, influenciando assim o valor de TGA medido. Esses fenômenos são: efeito de flutuação e força de fricção do gás em movimento vertical. Essa força é uma função do fluxo de gás e da viscosidade do gás dependente da temperatura. Aplicação do TGA-BeFlat® significa: Se uma amostra for medida em um gás em fluxo sem uma medição de linha de base separada, o software calculará a linha de base e a subtrairá da medição da amostra. O procedimento usual para remover esses fenômenos físicos é medir uma linha de base e subtraí-la da medição da amostra.
Entretanto, se uma amostra for medida sob condições de fluxo de gás sem uma medição de linha de base separada, o software deverá calcular a linha de base e subtraí-la da medição da amostra. A Figura 1 demonstra a eficácia do TGA-BeFlat®. A medição foi realizada usando o STA 449 F5 Jupiter® com cadinhos vazios (sem amostra e amostra de referência) a uma taxa de aquecimento de 10 K/min. A curva azul é o dado medido, incluindo a influência dos efeitos físicos descritos acima. A curva vermelha corresponde aos dados corrigidos por BeFlat®, em que a linha de base é calculada e subtraída da curva de medição. Por conveniência, a solução de software TGA-BeFlat® agora está incluída no software Proteus® dos instrumentos TG 209 F1 Libra® e STA 449 F5 Jupiter® ; opcionalmente, também está disponível para outros instrumentos.
DSC-BeFlat®
DSC-BeFlat® é um procedimento matemático que permite a remoção de uma medição de DSC da contribuição dos fenômenos físicos, influenciando assim o valor medido de DSC. Alguns desses fenômenos são: não simetria do sensor DSC, diferentes níveis de contato térmico entre o sensor e os cadinhos para o lado da amostra e o lado da referência e diferentes massas de cadinho para a amostra e a referência. Não é usado com tanta frequência na termogravimetria, mas, assim como na TGA, esses fenômenos físicos geralmente são removidos pela medição da linha de base e sua subtração da medição da amostra. Novamente, uma medição de amostra sem uma medição de linha de base requer que o software calcule uma linha de base e a subtraia da medição da amostra. Os dois métodos do Standard BeFlat® e do Advanced BeFlat® geralmente fazem o mesmo: calculam a linha de base e a subtraem. A diferença entre esses dois métodos é a forma como a linha de base é calculada.
DSC padrão BeFlat®
Abordagem matemática:
O complemento do software DSC-BeFlat® para a correção dos desvios da linha de base do DSC dependentes da temperatura e da taxa de aquecimento em uma função polinomial multidimensional foi projetado para ajudar a obter a maior estabilidade possível da linha de base com curvatura mínima em uma ampla faixa de temperatura. Sabe-se que uma medição de DSC depende da temperatura e da taxa de aquecimento. A dependência mais comum pode ser apresentada como o polinômio de duas variáveis: temperatura (T) e taxa de aquecimento (HR).
Para encontrar os coeficientes desconhecidosai,k, é necessário realizar várias medições em diferentes taxas de aquecimento para a mesma faixa de temperatura, que deve ter pelo menos várias centenas de K de largura. A Figura 2 mostra que a linha de base depende da taxa de aquecimento para cada temperatura.
A equação (1) cria uma superfície bidimensional em função da temperatura e da taxa de aquecimento. Essa superfície está marcada em azul na fig. 3. Essa função é ativada somente na faixa de temperaturas e taxas de aquecimento medidas: aqui, temperaturas de 0 a 300°C e taxas de aquecimento de 2 a 20 K/min.
Dependendo do instrumento, o Standard BeFlat® pode exigir vários segmentos de aquecimento em uma medição (DSC) ou várias medições independentes, como no caso do STA.
Avançado BeFlat®
Abordagem física:
O modelo físico do fluxo de calor é descrito matematicamente para o sistema que contém o forno, o sensor com duas posições e dois cadinhos. Os valores da resistência térmica no interior do sensor e as resistências térmicas entre o cadinho e o sensor são desconhecidos. A contribuição da diferença de massa entre o cadinho de amostra e o cadinho de referência é proporcional à taxa de aquecimento, mas o coeficiente de proporcionalidade também é desconhecido.libraPara encontrar esses parâmetros desconhecidos dependentes da temperatura, é necessário realizar duas medições de aquecimento: um primeiro aquecimento com apenas um cadinho vazio no lado da referência (e nenhum cadinho no lado da amostra) e a segunda medição com dois cadinhos vazios.
A partir dessas duas medições, todos os parâmetros desconhecidos são encontrados como uma função da temperatura. A Figura 4 representa um exemplo do Advanced DSC-BeFlat® para um segmento de aquecimento (dois cadinhos vazios, sem amostra); a curva verde é o dado medido. A curva vermelha são os dados corrigidos pelo BeFlat®, em que a linha de base é calculada e subtraída.
Conclusão
Os recursos de software BeFlat® e Advanced DSC-BeFlat® estão integrados ao software Proteus® a partir das versões 7.0 e 7.1, respectivamente. Ambos permitem medições eficazes e precisas sem a necessidade de medições adicionais de linha de base.