Laboratorio de Análisis Térmico

Contacto
M. C. Alberto Toxqui Terán
Teléfono: +52 (81) 11560806
Email. alberto.toxqui@cimav.edu.mx
El análisis térmico es un conjunto de técnicas analíticas que estudian el comportamiento térmico de los materiales. Cuando un material se calienta o se enfría, su estructura y su composición química pueden sufrir cambios tales como fusión, sublimación, solidificación, cristalización, descomposición, oxidación térmica o sinterización. En general estos cambios se pueden estudiar midiendo la variación de distintas propiedades de la materia en función de la temperatura, el tiempo y una atmósfera determinada.

En la Unidad Monterrey del CIMAV contamos con equipos para realizar un análisis térmico especializado a diversos materiales, tales como polímeros, aceites, cerámicos entre otros.

Actualmente tenemos los siguientes equipos:
  • Equipo de análisis termogravimétrico (TGA) con DSC simultáneo - SDT Q 600 TA Instruments
  • Equipo de análisis termogravimétrico TGA-50 Shimadzu
  • Calorímetro Diferencial de Barrido Q 200 TA Instruments
  • Equipo de análisis termomecánico TMA 2940 TA Instrument
  • Espectrofotómetro Thermo Nicolet 6700 FT-IR con microscopio Centaurus



Equipo de análisis termogravimétrico (TGA) con DSC simultáneo SDT Q 600 TA Instruments

El equipo está diseñado para el análisis e identificación de composición de materiales por cambios en masa de una muestra en función de la temperatura o el tiempo, en un intervalo de temperatura ambiente hasta 1500 °C, pudiendo llevar a cabo estudios simultáneos de DTA y DSC.


Por Análisis Termogravimétrico (TGA) es posible:

  • Determinar el contenido en humedad, materia volátil, cenizas o carbono.
  • Hacer estudios composicionales
  • Determinar la pureza de un material
  • Hacer estudios de descomposición y estabilidad térmica
  • Hacer estudios cinéticos


Características del equipo
Capacidad para muestra: 200 mg (350 mg incluyendo el soporte para la muestra)
Sensibilidad de la balanza: 0.1 μg
Intervalo de temperatura: Temperatura ambiente (T.A.) a 1500 °C
Velocidad de calentamiento: T.A. a 1000 °C    0.1 a 100 °C/min
Velocidad de calentamiento: T.A. a 1500 °C    0.1 a 25 °C/min
Enfriamiento de horno: Aire a presión (1500 to 50 °C in < 30 min, 1000 °C in , 20 min)
Termopares: Platino / Platino - Rodio 13% (Tipo R)
Calibración de temperatura: Estándares Metálicos (1 a 5 puntos) o Punto de Curie
DTA: Sensibilidad 0.001 °C
Exactitud/Precisión Calorimétrica: ± 2% (basada en los estándares metálicos)
Crisoles para muestra: Platino: 40 μL, 110 μL.   Alumina: 40 μL, 90 μL



Equipo de análisis termogravimétrico TGA-50 Shimadzu

Este equipo es de ayuda para analizar e identificar la composición de materiales por cambios en masa de una muestra en función de la temperatura o el tiempo, el cual cuenta con un horno vertical que trabaja en un intervalo de temperatura ambiente hasta 1000 °C.


Por Análisis Termogravimétrico (TGA) es posible:
  • Determinar el contenido en humedad, materia volátil, cenizas o carbono.
  • Hacer estudios composicionales
  • Determinar la pureza de un material
  • Hacer estudios de descomposición y estabilidad térmica
  • Hacer estudios cinéticos

Características del equipo
Capacidad para muestra: 20 a 200 mg (1 g incluyendo el soporte para la muestra)
Sensibilidad de la balanza: 0.001 mg
Intervalo de temperatura: Temperatura ambiente (T.A.) a 1000 °C
Velocidad de calentamiento: 0.1 °C/hora a 99.9 °C/min
Enfriamiento de horno: Aire a presión
Termopares: Platino / Platino - Rodio 10% (Tipo S)
Calibración de temperatura: Estándares Metálicos
Crisoles para muestra: Platino



Calorímetro Diferencial de Barrido DSC Q 200 TA Instruments

Este equipo es ideal para  la caracterización termodinámica de una muestra sólida, líquida y hasta volátil, a través del análisis de termogramas y la medición de propiedades tales como capacidad calorífica y temperaturas de transición de fase (Tg, Tm y Tc). Este equipo cuenta con un sistema de enfriamiento RCS90 que facilita el estudio a diferentes velocidades en un intervalo de -90 a 550 °C.

       

Este equipo cuenta con la tecnología avanzada Tzero, la cual proporciona alto desempeño, estabilidad, sensibilidad y resolución, con las siguientes características:

Exactitud de temperatura: +/- 0.1 °C
Curvatura de línea base: (Tzero; -50 to 300 °C) 10 μW
Sensibilidad: 0.2 μW
Resolución (altura/ancho con In): 30 mW/°C

Por Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC) es posible:
  • Caracterizar procesos como la fusión (Tm) y la cristalización (Tc) así como temperaturas de transiciones vítreas (Tg)
  • Estudiar la oxidación, así como otras reacciones químicas
  • Determinar entalpías  y cambios energéticos que acompañan a las transiciones
  • Estudiar procesos de curado para modificar propiedades poliméricas tales como rigidez o elasticidad
  • Caracterización e identificación de polímeros o mezcla de ellos, a través de la medición de sus propiedades



Equipo de análisis termomecánico TMA 2940 TA Instruments

Este equipo sirve para medir cambios dimensionales de una muestra sólida, en polvo, en fibras o en película delgada, tales como expansión, penetración,  tensión, compresión y deformación, bajo condiciones controladas de temperatura, tiempo, fuerza y atmósfera, de temperatura ambiente hasta 1000 °C.


Características del equipo
Altura máxima de muestra: 25 mm (una pulgada)
Diámetro máximo de muestra: 10 mm (0.39 pulgada)
Intervalo de fuerza:  0,001 to 1,0 N  (102 gramos)
Sensibilidad: 100 nm
Velocidad de calentamiento: 0.01 a 200 °C/min
Reproducibilidad de temperatura: ± 2°C

Por Análisis Termomecánico (TMA) es posible:
  • Obtener el coeficiente de expansión térmica de un material
  • Estudiar transiciones vítreas
  • Hacer ensayos de compresión-dilatación
  • Analizar reblandecimientos y fusiones




Espectrofotómetro Thermo Nicolet 6700 FT-IR con microscopio Nicolet Centaurus

Este equipo es ideal para trabajar con muestras sólidas y liquidas gracias a su accesorio de reflectancia total atenuada (ATR), con el cual se pueden caracterizar materiales por espectroscopia de infrarrojo de 4000 a 400 cm-1, así como realizar barridos por IR de hasta 20µm, empleando el microscopio Nicolet Centaurus acoplado.

       

Por espectroscopia de Infrarrojo por Transformada de Fourier (FT-IR) es posible caracterizar materiales tales como:
  • Aceites y combustibles
  • Productos farmacéuticos
  • Polímeros y plásticos
  • Sólidos inorgánicos (minerales o catalizadores)
  • Contaminantes, entre otros

Características de equipo
Resolución óptica: 0.09 cm-1
Precisión de longitud de onda: 0.01 cm-1
Velocidad lineal de barrido más lento: 0.158 cm/s
Velocidad lineal de barrido más rápido: 6.33 cm/s
Número de velocidades de barrido: 15
Tiempo de retención del N2 del detector: 8 horas