İpuçları & Püf Noktaları
Pota Geometrisinin Farklı Karbon Siyahı Örneklerinin Yanması Üzerindeki Etkisinin Araştırılması
Termogravimetri (TGA) yöntemleri özellikle yanma süreçlerinin incelenmesi için çok uygundur.
Çoğunlukla katı yakıtın termal kararlılığının yanı sıra reaksiyon sıcaklığı ve yanma kinetiği hakkında hızlı sonuçlara varılmasını sağlarlar. Ayrıca, hem yanma reaksiyonu sırasındaki kütle kaybı hem de yanmayan mineral Kül İçeriğiKül, ağırlık bazında mineral oksit içeriğinin bir ölçüsüdür. Oksidatif bir atmosferde termogravimetrik analiz (TGA), polimerler, kauçuklar vb. gibi organik malzemelerdeki inorganik kalıntıyı, genellikle kül olarak adlandırılan, belirlemek için kanıtlanmış bir yöntemdir. Bu nedenle, TGA ölçümü bir malzemenin dolgulu olup olmadığını Identify ve toplam dolgu içeriğini hesaplar. kül içeriği ölçülebilir. Ayrışma veya nem ya da çözücü salınımı gibi diğer reaksiyonların aksine, yanma bir katı-gaz reaksiyonudur. Bu nedenle, numune kütlesi, ısıtma hızı ve boşaltma gazı akışı gibi tüm alışılmış parametrelerin sabit tutulması gerekmekle kalmaz, aynı zamanda ölçüm sonuçları numune yüzeyinden, oksijen konsantrasyonundan ve kroze geometrisinden de etkilenir; bunların tümü reaksiyon gazının katı numuneye erişimini sınırlayabilir.
Bu konuyu takip etmek için, aynı test koşulları altında farklı kroze geometrileri kullanılarak NETZSCH STA ile bir dizi ölçüm gerçekleştirilmiştir.
Farklı krozeler şekil 1 ve 3'te gösterilmiştir; bunların arasında şekil 2'de enlarged ölçeğinde gösterilen delinmiş bir DTA krozesi de bulunmaktadır [1].
İncelenen karbon siyahı numuneleri NIST 2975, Printex 90, aktif karbon ve karbon topları gibi farklı standart numunelerdir. Bunlar yaklaşık 1 mm ila 2 mm çapa ve inorganik bir yapıya sahiptir. Kalan numunelerin ortalama partikül boyutu 20 nm ile 50 nm arasında belirtilmiştir.
Sonuç: Karbon siyahı NIST 2975'in incelenmesi için şekil 1'de sunulan kroze tipleri kullanılmıştır. Kroze çapı ile numunelerin dolum seviyesi arasındaki ilişkiler (aynı numune kütlesi için) şekil 3 ve tablo 1'de görülebilir.
Şekil 1'de gösterilen potaların boyutları
| Boyutlar | Geçmeli plaka | Kısa DTA potası | DTA potası | DTA potası, delinmiş | Mini DTA* |
| Ø dış | 10 | 8 | 8 | 8 | 5 |
| Ø iç | 10 | 6 | 6 | 6 | 4 |
| Yükseklik | 0 | 3 | 12 | 12 |
* sadece karşılaştırma içindir; bu pota NETZSCH pota ürün yelpazesinin bir parçası değildir
Temizleme gazı olarak oksijen kullanıldığında small yanma sıcaklığı ve yanma hızı (DTG) açısından çeşitli pota geometrileri arasında farklılıklar görülebilir (şekil 4). Bununla birlikte, temizleme gazındaki oksijen konsantrasyonu %20 (şekil 5) veya %5'e (şekil 6) düşürülürse, kroze geometrisinin giderek daha önemli bir rol oynadığı görülmektedir. Delikli DTA krozesi ve geçmeli plaka, reaksiyon gazı oksijeninin numuneye daha iyi erişmesini sağlar. Bununla birlikte, reaksiyon gazının katı numuneye erişimi ne kadar zayıf olursa, reaksiyonun daha yüksek sıcaklıklara kayma eğilimi o kadar artar ve reaksiyon hızı (DTG) o kadar düşer. Azot-oksijen boşaltma gazı oranı 95:5 olduğunda, delinmiş DTA krozesi neredeyse geçmeli plaka kadar "hızlıdır". Reaksiyon davranışı açısından, delinmiş DTA krozesi (Şekil 2) ve kısa DTA krozesi, geçmeli plakaya en çok yaklaşan krozelerdir, bu nedenle bu iki kroze tipi için numune kullanımı, geçmeli plakaya göre önemli ölçüde daha kolaydır.
Sonuçların temizleme gazındaki oksijen içeriğine bağımlılığı şekil 7'de gösterilmiştir.
Farklı karbon siyahı türlerinin karşılaştırılması, Termal KararlılıkBir malzeme sıcaklığın etkisi altında ayrışmıyorsa termal olarak kararlıdır. Bir maddenin termal kararlılığını belirlemenin bir yolu TGA (termogravimetrik analizör) kullanmaktır. termal kararlılık, yanma sıcaklığı, yanma hızı ve artık kütle gibi belirlenecek tüm karakteristik değerler arasında önemli farklılıklar göstermektedir (şekil 8 ve 9).
Sonuç:
Açıklanan etkili faktörler, ölçüm sonuçlarının her türlü değerlendirilmesi ve yorumlanması için önemli olacaktır. Bununla birlikte, yanma kinetiği hakkında sonuçlara varmak için neredeyse elzemdirler. Çünkü bu tür değerlendirmelerin amacı yanma reaksiyonunu kendi içinde tanımlamak olmalıdır, yanma reaksiyonu ile test düzeneğindeki örtüşen sınır koşullarının bir kombinasyonunu değil.
Edebiyat
1] Sıcak Gaz Boru Sistemleri için Koruyucu Anti-OksidasyonOksidasyon, termal analiz bağlamında farklı süreçleri tanımlayabilir.Oksidasyon Kaplamaları ve Yüksek Hızlı Fırın Aracılığıyla Karakterizasyonu, Thomas Hutsch ve diğerleri, NETZSCH OnSet10, s. 6 - 9