身の回りに存在する素材は、熱によって構造変化や状態変化を起こし、その変化特性により機能性が発現したり、また不具合を誘発することもあります。この熱特性、熱挙動を分析することで、使用可能温度や最適熱処理条件を見出すことが可能となり研究、開発、製造の一助となります。
原理
基準物質と測定サンプルの温度を指定条件(プログラム)に従い変化させます。その際に両試料の温度差(ΔT)を計測し対象サンプルの熱の吸収、放出を定量的に測定する分析方法です。取得データから、ガラス転移点、融点、分解点、熱履歴、結晶化、熱変性、などが把握できます。
原理イメージ図
取得データ イメージ
データ解析のコツ
通常、熱量エンタルピーH(ΔH)に着目してデータ解析を行いますが、弊社では物質の形状変化、構造変化に焦点をあて、自由度乱雑さエントロピーS(ΔS)に着目してデータ解析、および考察を行っています。以下に、一例としてイメージ図を示します。
ギプス自由エネルギー式
G=HーTS
上式のS(乱雑さ自由度)に着目する
与えた熱量に対し、形状・構造変化の前後ではエネルギーは、その保存則より等しいと考えます。
よって初期Sに対し、S’が減少した場合は、
S = S‘ + Q となる。
Qを足すため、発熱反応(上に凸)となります。
初期Sに対し、S’が増加した場合は、
S = S’ - Q となり、Qを引くため、吸熱反応(下に凸)となります。
適用
プラスチック、生体高分子、エラストマー、ゴム、粘着剤、接着剤、金属、セラミック など
その他の手法とのコラボレーション
構造変化の定性分析やその可視化、およびその他の熱分析装置により、全方位的に物質の変化を捉えます。
対応装置例、手法例:
FT-IR ラマン GC-MS NMR AFM SEM TEM EDX WDX DMA TMA XPS など
マクロの変化をミクロの視点と学術的解析で考察し、材料特性とその挙動を解明いたします。





