13 Calorimetrie fotopiroelectrică
Keywords
tehnică fotopiroelectrică, parametri termici, căldura specifică, conductivitate, difuzivitate, efuzivitate termică, tranziții de fază
Applications
Domenii de aplicabilitate: caracterizarea termică a materialelor-
- determinarea parametrilor termici pentru materiale de interes practic: conductori, izolatori, semiconductori, magneți, feroelectrici, termoelectrici
- studiul tranzițiilor de fază de speța I: topiri, solidificări
- studiul tranzițiilor de fază de speța a II-a: tranziții magnetice și feroelectrice, cu determinarea exponenților critici, determinarea benzilor de absorbție optică ale unor straturi absorbante în vizibil și IR
-
- Industria alimentară: studiul calității, îmbătrânirii și contrafacerii unor produse alimentare (uleiuri, margarine, sucuri, brânzeturi).
- Industria materialelor de construcție: determinarea parametrilor termici (căldura specifică, conductivitate, difuzivitate și efuzivitate termică)
- Stomatologie: stabilirea biocompatibilității termice a materialelor dentare de diverse tipuri
Infrastructura
În INCDTIM există 3 linii de calorimetrie fotopiroelectrică compuse din:-
- Surse de radiație: laseri YAG (600 mW), HeNe (30 mW); modulatoare de lumină electromecanice și optoacustice; nanovoltmetre lock-in (Stanford SR830) pentru prelucrarea semnalului
- Optomecanică: lentile, oglinzi, ferestre transparente în vizibil și IR, mese micrometrice cu control pe 3 și, respectiv, 6 axe, picomotoare (pas 30 nm)
- Senzori de radiație: LiTaO3, PZT, PVDF, HgCdTe, InSb
- Celule de detecție prevăzute cu posibilitatea controlului temperaturii, compuse din elemente Peltier, sursă programabilă de tensiune, termometru electronic, baie termostatică
- Facilități IT: computer, programe pentru achiziție și prelucrare de date
-
- detectivitatea senzorilor piroelectrici mai mare de 108 cm∙Hz1/2/W
- variația minimă de temperatură detectabilă: 1 μK
- rata minimă de temperatură controlabilă: 100 mK
- domeniul de temperatură: −20°C÷100°C
- raport semnal/zgomot >102
Aplicații uzuale - exemple
Aplicații spectroscopice:- determinarea benzilor de absorbție ale unor solide (grafit, aluminiu anodizat) folosite ca straturi absorbante în energimetrele laser
- analiza cantitativă a unor amestecuri izotopice lichide (ex. apă−apă grea)
- detecția tranzițiilor de fază de speța a II-a în feroelectrici, antiferomagneți localizați și itineranți și calculul exponenților critici ai parametrilor termici
- detecția tranzițiilor de fază în acizi grași și trigliceride
- detecția tranzițiilor de fază vitroasă în produse zaharoase (glucoză, maltoză, maltodextrină, miere, bomboane)
- determinarea parametrilor termici statici și dinamici, în scopul analizei compoziției și calității margarinelor alimentare și ale uleiurilor comestibile, precum și detectarea contrafacerii acestora
- studiul proprietăților termice ale unor materiale termoelectrice solide și lichide și ale unor cristale piroelectrice
Benefits
- Acuratețe ridicată: 98% în determinarea difuzivității termice și 95% în determinarea efuzivității termice
- Cantitatea de probă necesară este foarte mică: 0.2÷0.3 ml în cazul lichidelor și câteva mg în cazul solidelor
- Măsurătorile nu necesită o prelucrare chimică prealabilă a probei
- Este singura calorimetrie care permite, în anumite condiții, stabilirea tuturor parametrilor termici statici și dinamici dintr-o singură măsurătoare
Fișa expertiză
Download pdf formatCosturi estimative
Costul unei determinări este de 250 lei/probă şi este format din:- timpul de utilizare a aparatului
- manopera care include cheltuielile de personal și pe cele indirecte asociate cu operațiunile de preparare a probelor, analiza și interpretarea rezultatelor, elaborarea raportului de analiză/cercetare