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Fiches Techniques

Analyse thermique: Calorimétrie différentielle à balayage (DSC)

Principe : La calorimétrie à balayage différentielle (DSC en anglais abréviation de Differential Scanning Calorimetry) est une technique utilisée pour étudier le comportement thermique d’un matériau. Elle permet de déterminer des transitions de phase comme:

  • la température de transition vitreuse ( Tg en anglais pour Glass transition);
  • la température de fusion et de cristallisation;
  • l’enthalpie de réaction.

Le principe est simple, l’appareil renferme 2 creusets, l’un comme référence et l’autre contient l’échantillon à analyser. Ces 2 creusets sont dans un four que l’on chauffe jusqu’à la température choisie, habituellement à 10°C/minute. Ces creusets sont reliés à un thermocouple qui lit la température et la transmet à un ordinateur. Au fur et à mesure que l’on chauffe, la température du creuset contenant l’échantillon et celle du creuset de référence sera différente. L’ordinateur convertira ces 2 températures en flux de chaleur.

Ainsi, ce que nous mesurons en DSC est la quantité de chaleur supplémentaire à fournir au creuset de référence, pour atteindre la même que le creuset contenant l’échantillon. Cette analyse se fait sous atmosphère inerte pour éviter les réactions de l’échantillon avec l’oxygène de l’air.

Intérêt/objectif :

Elle peut être utilisée pour analyser une grande variété de matériaux:

  • Solides compacts (granulés, composants, moulages, etc.) tels que les plastiques, les caoutchoucs, les résines ou autres matériaux organiques, céramiques, verres, composites, métaux et matériaux de construction
  • Poudres telles que produits pharmaceutiques ou minéraux
  • Fibres, textiles
  • Echantillons visqueux tels que pâtes, crèmes ou gels
  • Liquides

Information typique extraite des mesures DSC:

  • Températures caractéristiques (fusion, cristallisation, transitions polymorphiques, réactions, transition vitreuse)
  • Fusion, cristallisation, chaleurs de transformation et de réaction (enthalpies)
  • Cristallinité de substances semi-cristallines
  • Décomposition, stabilité thermique
  • Stabilité à l’oxydation (OIT, OOT – respectivement temps d’oxydation induit et température onset d’oxydation)
  • Degré de réticulation des résines, adhésifs, etc.
  • Pureté eutectique
  • Chaleur spécifique (cp)
  • Compatibilité entre composants
  • Influence du vieillissement
  • Distribution du poids moléculaire (forme des pics pour les polymères)
  • Impact des additifs, des adoucisseurs ou mélanges de granulés (pour matériaux polymères)

Analyse thermodifférentielle (ATD)

Analyse thermique
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Calorimétrie différentielle à balayage (DSC)

Analyse thermique
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Analyse thermodilatomètrique

Analyse thermique
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Analyse Mécanique Dynamique (AMD)

Analyse thermique
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Analyse thermogravimétrique (ATG)

Analyse thermique
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