Pourquoi est-il idéal d’avoir une balance thermogravimétrique pour l’analyse thermique ?

Les balances thermogravimétriques sont recommandées pour de nombreuses raisons en sciences des matériaux, en particulier pour l’obtention d’informations sur la façon dont le comportement d’un matériau change lorsqu’il est soumis à des changements de température. De nombreuses méthodes peuvent être utilisées pour surveiller de tels changements, les plus courantes étant l’analyse thermogravimétrique (TGA, de l’anglais “thermogravimetric analysis”) et la calorimétrie différentielle à balayage (DSC, de l’anglais “differential scanning calorimetry”). Dans cet article, nous nous concentrerons sur la TGA, et sur l’importance d’utiliser une balance thermogravimétrique en analyse thermique, et expliquerons comment elles fonctionnent.

Qu’est-ce qu’une balance thermogravimétrique ?

Une balance thermogravimétrique, parfois appelée thermobalance ou analyseur thermogravimétrique, est composée d’un thermomètre, d’un creuset pour recevoir les échantillons, et d’une balance de précision. Elle se place dans un four lors d’une expérience destinée à mesurer le poids d’un matériau échantillon lorsqu’il est chauffé, refroidi ou maintenu à une température constante.

Ces balances sont des outils d’une haute précision qui peuvent enregistrer les plus minuscules changements dans la masse d’un matériau et, en conséquence, présenter des informations inestimables  sur la stabilité thermique du matériau en question. Dans cet article, nous nous pencherons sur des fonctionnalités spécifiques de l’analyseur de XRF Scientific, le xrTGA 1100.

Pourquoi utiliser une balance thermogravimétrique ?

Il est interessant d’utiliser une balance thermogravimetrique en sciences des matériaux pour de nombreuses raisons. Tout d’abord, en mesurant de façon continue la masse de l’échantillon, d’autres paramètres peuvent être testés. La TGA peut offrir des informations capitales sur l’absorption, la désorption, la décomposition thermique ainsi que sur les réactions solide-gaz et les réactions à l’état solide d’un échantillon.¹ Au-delà de ces informations, les balances thermogravimétriques offrent d’autres avantages, dont :

Petite taille d’échantillon

L’un des avantages de la TGA est qu’elle ne nécessite qu’une petite quantité d’échantillon pour mener une expérience. De façon générale, il faut environ 1 gramme de matériau, en fonction du type d’échantillon utilisé.² Ceci est valable pour les échantillons solides comme liquides.

Préparation minimale

Un échantillon n’a besoin que de très peu de préparation avant de pouvoir être utilisé dans une balance gravimétrique. Toutefois, différents types de matériaux nécessiteront des méthodes de préparations différentes. Par exemple, les poudres ne nécessitent que d’être uniformément réparties au fond du creuset d’échantillon, alors que les films et les fibres auront besoin d’être coupés ou enroulés pour pouvoir y être placés.

Les quatres avantages présentés dans cet article (haute précision, paramètres multiples, petite taille d’échantillon et préparation minimale) expliquent pourquoi la TGA est si communément utilisée en science des matériaux, et dans bien d’autres domaines. En guise de conclusion, nous présenterons notre offre TGA et ses avantages propres.

Le xrTGA 1100 de XRF Scientific

XRF Scientific a développé un analyseur thermogravimétrique expressément dédié aux installations scientifiques de grande taille. Il offre les avantages mentionnés plus haut, et permet d’effectuer des tests de décomposition thermique en se focalisant sur la teneur en cendres, le carbone fixe, la perte au feu (ou Lol, de l’anglais “Loss on Ignition”) et d’autres paramètres.

Le xrTGA 1100 est équipé d’un programme intégré et d’une interface tactile facile d’utilisation, qui permettent à ses utilisateurs de sélectionner des programmes thermiques spécifiques et de les modifier en fonction de leurs besoins. Pour plus d’informations sur notre système d’analyse thermogravimétrique, rendez-vous sur notre page produit.

Références

1. Coats, A.W., and Redfern, J.P (1963) Thermogravimetric Analysis. Disponible sur ce lien : https://doi.org/10.1039/AN9638800906

2. AZoMaterials (2018) A Guide to Getting Most Out of Your Thermal Analysis System. Disponible sur ce lien: https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=16405