Analisis Termicas

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA

CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE MATERIAIS
CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS III

Análises Térmicas

Professor Paulo A. P. Wendhausen, Dr.-Ing.
Elaborado por Guilherme V. Rodrigues e
Otávio Marchetto.

Índice
OBJETIVO
1. Análises térmicas
2. Termogravimetria (TG)
2.1 Histórico
2.2 Definição
2.3 Aplicaçõesda TG
2.4 Equipamento
2.4.1 Forno
2.4.2 Programador de Temperatura
2.4.3 Termopar
2.4.4 Balança
2.4.5 Cadinhos
3. Análise Térmica Diferencial (DTA) e Calorimetria Diferencial de Varredura
(DSC)
3.1 Histórico
3.2 DTA
3.3 DSC
3.3.1 DSC de compensação de energia
3.3.2 DSC de fluxo de calor
3.4 Aplicações de DTA e DSC
3.5 Equipamento
3.5.1 Cadinhos da DTA
3.5.2 Cadinhos da DSC
3.6Cálculo da Entalpia
3.6.1 Linha base
3.6.2 Medida da entalpia

4. Dilatometria (DIL)
4.1 Definição
4.2 Aplicações da DIL
4.3 Equipamento
4.3.1 LVDT
4.3.2 Haste
5. Análise Dínamo-Mecânica (DMA)
5.1 Definição
5.2 Módulos de operação
6. TPP – Laser / Light Flash Analysis
6.1 Histórico
6.2 Definição
6.3 LFA
6.3.1 Informações necessárias para a caracterização da
difusividade térmicaBIBLIOGRAFIA

OBJETIVO

Este material foi desenvolvido com o intuito de servir como fonte inicial de

informação referente às análises térmicas, sendo composto por técnicas de análise utilizadas
no laboratório de análises termofísicas, integrado ao laboratório de Materiais da UFSC, bem
como técnicas que não fazem parte das aulas práticas de caracterização de Materiais III.

1. ANÁLISESTÉRMICAS
A definição usualmente aceita para análise térmica foi originalmente proposta pelo
Comitê de Nomenclatura da Confederação Internacional de Análises Térmicas (ICTA) sendo,
subseqüentemente, adotada tanto pela União Internacional de Química Pura e Aplicada
(IUPAC) quanto pela Sociedade Americana de Testes de Materiais (ASTM).
Análise Térmica é um termo que abrange um grupo de técnicasnas quais uma
propriedade física ou química de uma substância, ou de seus produtos de reação, é
monitorada em função do tempo ou temperatura, enquanto a temperatura da amostra, sob
uma atmosfera específica, é submetida a uma programação controlada.
Esta definição é tão abrangente que garante que todo engenheiro é, em algum
momento de sua carreira, um termo-analista. Entretanto, esta abrangênciaconfere às
análises térmicas certas conotações que podem levar a interpretações errôneas. Restringir a
análise térmica a uma análise química ou de composição seria, por sua vez, limitá-la
demasiadamente. Desta forma a análise térmica tem seu campo de atuação voltado ao
estudo de: processos como catálises e corrosões, propriedades térmicas e mecânicas como
expansão térmica e amolecimento,diagramas de fase e transformações.
Algumas das principais técnicas termo-analíticas estão resumidas na figura 1.

Análises Térmicas

Termogravimetria (TG)

Mudanças de
massa devido à
interação com a
atmosfera,
vaporização e
decomposição.

Análise Térmica Diferencial
(DTA) Calorimetria
Exploratória Diferencial
(DSC)

Processos físicos e
químicos envolvendo
variação de energia.Análise Termo-mecânica
(TMA)
Análise Dilatométrica (DIL)
Análise Dínamo-Mecânica
(DMA)

TPP - (Laser / Light
Flash Analysis)
(LFA)

Mudanças nas
dimensões, deformações,
propriedades
viscoelásticas e
transições.

Propriedades
termofísicas
(TPP). Cálculo da
difusividade
térmica,
condutividade
térmica e Cp

Figura 1 – Algumas das principais técnicas termo-analíticasOcasionalmente o uso de mais de uma técnica termo-analíticas é aconselhável a fim
de responder completamente e inequivocamente a um problema específico.
Vários termos são empregados para designar as situações onde mais de uma técnica
é utilizada. A situação típica, na qual uma nova amostra é usada para cada técnica e cada
medição é feita em um único ambiente térmico, é referida como “paralela”,...