Cet article rappelle tout d'abord les fondements de la calorimétrie différentielle à modulation sinusoïdale de température (DSC TM). Il décrit de façon détaillée les différents signaux enregistrés lors d'une expérience (excitation, réponse calorimétrique), ainsi que les différentes grandeurs (flux inversible, non inversible, capacité thermique) extraites de l'expérience par déconvolution de ces signaux enregistrés. Sont abordés également certains problèmes de méthode (correction de phase, influence de la fréquence). Quelques exemples illustrent les avantages attendus de cette méthode, puis sont ensuite présentées des méthodes calorimétriques apparentées (Step-Scan® et TOPEM®).
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Jean GRENET
: Professeur émérite - Laboratoire LECAP EA 4528, institute for material research FED 4114, université de Rouen
Bernard LEGENDRE
: Professeur émérite - Laboratoire matériaux et santé, EA 401, faculté de pharmacie Paris 11
INTRODUCTION
Dès le début du XXe siècle, les chercheurs ont eu l'idée d'utiliser une variation non linéaire de la température pendant la durée de l'analyse calorimétrique. Cette idée fut soutenue par la volonté d'être proche de l'équilibre ou encore par celle de séparer des phénomènes dont les cinétiques peuvent être voisines. La réponse actuelle à ces préoccupations est apportée par la DSC à température modulée.
Cet article est réservé aux abonnés. Il vous reste 94% à découvrir.
Apparue il y a une quinzaine d'années grâce aux travaux de M. Reading, la calorimétrie différentielle à température modulée ou DSC-TM (MDSC®, MT-DSC®) peut être considérée comme la forme évoluée de la calorimétrie périodique. L'objectif fondamental de M. Reading et de ses collaborateurs était de séparer la contribution dépendant de la température de celle dépendant de la vitesse de changement de la température dans la réponse de l'échantillon :
( 1 )
Rappel
À pression constante, la capacité thermique d'un échantillon de masse m peut être définie par :
( 2 )
où ΔQ est la quantité de chaleur nécessaire pour accroître la température de l'échantillon de ΔT = 1 K (cf. dossier [P 1 205] § 4).
Il est souvent supposé que ce stockage de chaleur par l'échantillon, dû à des mouvements de vibration…, d'atomes, de molécules, est réversible ; par suite, la chaleur restituée par l'échantillon quand il est refroidi de 1 K est égale à la chaleur...
Cet article est réservé aux abonnés. Il vous reste 95% à découvrir.
(1) -
SCHAWE (J.E.K.), HÜTTER (T.), HEITZ (C.), ALIG (I.), LELLINGER (D.) -
Stochastic temperature modulation : a new technique in temperature-modulated DSC.
-
Thermochimica Acta., 446, p. 147-155 (2006).
(2) -
SCHUBNELL (M.), HEITZ (C.), HÜTTER (T.), SCHAWE (J.E.K.) -
TOPEM® – The new advanced multifrequency temperature modulated DSC technique.
-
Abstract NATAS conference, 18-21 sept. 2005.
(4) -
MITCHELL (J.) Jr -
Applied polymer analysis and characterization.
-
Hanser, ISBN : 3-446-14710-1 (1987).
(5) -
KALETUNC (G.) -
Calorimetry in food processing : analysis and design of food systems.
-
Wiley-Blackwell, ISBN : 0-8138-1483-9 (2009).
(6) -
BROWN (M.E.) -
Handbook of thermal analysis and calorimetry....
NORMES
Principes généraux
-
ISO 11357-1
-
2016
Détermination de la température de transition vitreuse
-
ISO 11357-2
-
2013
Détermination de la température et de l'enthalpie de fusion et de cristallisation
-
ISO 11357-3
-
2018
Détermination de la capacité thermique massique
-
ISO 11357-4
-
2014
Détermination des températures et temps caractéristiques de la courbe de réaction, de l'enthalpie de réaction et du degré de transformation
-
ISO 11357-5
-
2013
Détermination du temps d'induction à l'oxydation (OIT isotherme) et de la température d'induction à l'oxydation (OIT dynamique)
-
ISO 11357-6
-
2018
Détermination de la cinétique de cristallisation
-
ISO 11357-7
-
2015
La plus complète possible à l'instant « t » de son écriture, la liste ci-dessous ne se veut pas exhaustive. Elle a pour vocation d'aider le lecteur qui, de toute façon, devra l'actualiser à l'instant « t + Δt ». Pour ces raisons, seuls les sites web des constructeurs sont indiqués.
Bibliographie & annexes
English
Informations
