학문
흡족한봉고115
DSC, TGA 분석기기의 원리가 궁금
분석기기에 시료를 넣고 분석을 진행하면 모니터 화면에 그래프로 뜨는데 어떤 원리로 분석이 진행돼서 그게 화면에 나타나는지 궁금합니다.
6개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
DSC와 TGA는 소재의 열적 특성을 분석하는 대표적인 장비로, 시료에 일정한 온도 변화를 가할 때 발생하는 물리·화학적 변화를 센서가 감지해 모니터에 그래프로 나타냅니다. DSC는 시료와 기준물질 사이에 공급되는 열량의 차이를 측정해 용융이나 상전이 같은 흡·발열 반응을 분석하며 TGA는 정밀 저울을 이용해 온도가 상승함에 따른 시료의 질량 변화와 열분해 과정을 추적합니다. 분석 과정에서 기기 내부의 열전대나 초미세 저울은 시료의 미세한 열량·무게 변동을 아날로그 전기 신호로 실시간 변환합니다. 이 전기 신호는 데이터 수집 장치를 거쳐 디지털 값으로 바뀐 뒤 전용 소프트웨어로 전송되며 X축과 Y축의 좌표값으로 정밀하게 연산됩니다. 최종적으로 이 연산된 데이터들이 모니터 화면에 연속적인 곡선 형태로 렌더링되면서 연구자는 시료의 녹는점 유리전이온도 수분 증발 및 성분 분해 구간 등을 직관적으로 확인할 수 있게 됩니다
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채택된 답변안녕하세요. 강세훈 전문가입니다.
DSC는 열 흡수,방출 차이로 열적 변화를, TGA는 정밀 저울로 무게 변화를 측정하고 센서 신호를 디지털로 변환해 온도에 따른 그래프로 표시한답니다.
안녕하세요.
DSC는 시료와 기준 물질을 가열하면서 온도 변화에 따라 흡수하거나 방출하는 열의 차이를 측정해 녹는점이나 유리전이 같은 열적 변화를 확인해요.
TGA는 시료를 가열하면서 질량이 얼마나 변하는지 측정해 수분 증발이나 열분해, 산화에 따른 변화를 분석해요.
기기 내부 센서가 측정값을 전기 신호로 변환하고, 소프트웨어가 온도에 따른 열 흐름이나 질량 변화를 계산해 그래프로 표시되는 거죠.
감사합니다.
안녕하세요. 이수민 전문가입니다.
TGA(열중량분석기)는 시료 접시를 정밀한 저울에 매달고, 주변 전기로 온도를 1분에 10도씩처럼 일정하게 올려요. 온도가 오르는 동안 저울이 시료 무게를 계속 재서, 가로축은 온도, 세로축은 무게로 그래프를 그려요. 수분이 날아가거나 성분이 분해돼 기체로 빠져나가는 온도마다 무게가 계단처럼 내려가고, 마지막에 남은 양으로 무기물 충전제나 재의 함량을 알 수 있어요.
DSC(시차주사열량계)는 시료를 담은 접시와 빈 기준 접시를 나란히 놓고 똑같이 가열해요. 시료가 녹을 때는 열을 흡수하느라 온도가 기준보다 덜 오르고, 굳거나 경화될 때는 열을 내놓아 더 빨리 올라요. 접시 아래 온도 센서가 이 미세한 차이를 읽어 열 흐름으로 바꾸고, 그래프에서는 녹음과 결정화가 서로 반대 방향의 봉우리로, 유리전이는 기준선이 계단처럼 한 번 꺾이는 모양으로 나타나요.
두 장비 모두 센서 신호를 디지털 값으로 바꿔 컴퓨터로 보내고, 프로그램이 이를 실시간으로 이어 그려 화면에 띄워요 :)
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.
DCS와 TGA는 시료를 일정한 속도로 가열하면서 온도에 따라 시료가 어떻게 변하는지를 센서로 측정하는 장비를 말합니다.
DSC는 시료와 기준 물질에 들어가는 열의 차이를 측정해서 녹는점, 결정화, 유리전ㅇ리처럼 열을 흡수하거나 내놓는 변화를 찾아내는 것이고, TGA는 가열하는 동안 시료의 무게를 아주 정밀한 저울로 계속 측정해 수분 증발이나 분해처럼 무게가 줄어드는 시점을 확인합니다.
이렇게 센서가 측정한 열이나 무게 변화가 전기신호로 바뀌고 이걸 컴퓨터에서 온도 또는 시간에 따라 그래프로 표시되는 것입니다. 쉽게 말해서 DSC는 열의 변화를 보는 장치이고, TGA는 무게의 변화를 보는 장비입니다.
안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.
DSC는 간단하게 말해보면 시료랑 기준 물질에 똑같이 열을 가하면서 두개 사이에 생기는 열의 흡수나 방출량을 정밀하게 측정하는 장비라고 정의할수가 있겠습니다. 사실 시료가 녹거나 성질이 변할때 에너지를 흡수하거나 뿜어내죠. 그리고 내부 센서가 이걸 캐치하게 되구요. 그래서 모니터에 오르고 내리는 곡선 그래프로 그려주는 메커니즘입니다. 그래서 물질이 언제 녹았는지, 그리고 어떤 온도에서 변형이 오는지 눈으로 확인할수 있게 해주는거죠.
그리고 TGA는 시료를 가열하면서 온도가 올라갈때마다 시료의 무게가 얼마나 줄어드는지 예민한 저울로 달아보는 기계입니다. 가마처럼 온도를 올릴때 성분이 타거나 수분이 날아가면 무게가 가벼워지죠. 그 변화를 컴퓨터가 실시간으로 기록해서 깎아 내려가는 그래프로 보여주는겁니다. 그러니 이 두개의 장비들 모두다 열을 받았을때 물질 내부에서 일어나는 미세한 변화들을 그래프로 보여주는 공통점이 있겠습니다.