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<title>Thermische Analyse</title>

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<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Thermische Analyse</span></h1>

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<div id="mw-content-text" class="mw-body-content mw-content-ltr" lang="de" dir="ltr"><div class="mw-content-ltr mw-parser-output" lang="de" dir="ltr"><p>Die <b>thermische Analyse</b> ist eine Untersuchungsmethode zur Messung von physikalischen und chemischen Eigenschaften von <a href="Chemisches_Element" title="Chemisches Element">Elementen</a> und <a href="Chemische_Verbindung" title="Chemische Verbindung">Verbindungen</a>.

Das Anwendungsgebiet der thermischen Analyse umfasst chemische, pharmazeutische und technische Fragestellungen. Die DIN 51005 gibt folgende Definition:

</p>

<p>„»Thermische Analyse« ist ein Oberbegriff für Methoden, bei denen physikalische und chemische Eigenschaften einer Substanz, eines Substanzgemisches und / oder von Reaktionsgemischen als Funktion der Temperatur oder der Zeit gemessen werden, wobei die Probe einem kontrollierten Temperaturprogramm unterworfen ist.“

</p>

</blockquote>

</div></div>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einteilung">Einteilung</h2></div>

<p>Bei der <b>dynamischen thermischen Analyse</b> wird der zu untersuchende <a href="Stoff_(Chemie)" title="Stoff (Chemie)">Stoff</a> langsam, d. h. im <a href="Thermodynamisches_Gleichgewicht" title="Thermodynamisches Gleichgewicht">thermodynamischen Gleichgewicht</a>, erhitzt beziehungsweise abgekühlt. Gleichzeitig ermittelt ein <a href="Thermoelement" title="Thermoelement">Thermoelement</a> ständig die Temperatur.

</p><p>Die <b>statische thermische Analyse</b> wird unter anderem in der <a href="Mineralogie" title="Mineralogie">Mineralogie</a> gebraucht. Die zu untersuchende Mineralprobe wird dabei über Stunden oder Tage auf eine konstante Temperatur gebracht. Während dieser Zeit wird der Wasser- beziehungsweise Glühverlust erfasst und aufgezeichnet.

</p><p>Auf diese Weise lassen sich Umwandlungspunkte von fest nach flüssig bis gasförmig (<a href="Schmelzpunkt" title="Schmelzpunkt">Schmelz-</a> und <a href="Siedepunkt" title="Siedepunkt">Siedepunkt</a>) bei Temperaturänderungen ermitteln (siehe auch: <a href="Aggregatzustand" title="Aggregatzustand">Aggregatzustand</a>).

</p><p>Alternativ kann man auch anhand der sich ändernden Größen unterscheiden:

</p>

<ul><li>Energetische Vorgänge

<ul><li><a href="Differenz-Thermoanalyse" title="Differenz-Thermoanalyse">Differenz-Thermoanalyse</a> (DTA)</li>

<li><a href="Dynamische_Differenzkalorimetrie" title="Dynamische Differenzkalorimetrie">dynamische Differenzkalorimetrie</a> (DDK, engl. <span lang="en"><i>differential scanning calorimetry</i></span>, DSC)</li></ul></li>

<li>Mechanische Vorgänge

<ul><li><a href="Dynamisch-mechanische_Analyse" title="Dynamisch-mechanische Analyse">dynamisch-mechanische Analyse</a> (DMA)</li></ul></li>

<li>Massenändernde Vorgänge

<ul><li><a href="Thermogravimetrie" class="mw-redirect" title="Thermogravimetrie">Thermogravimetrie</a> (TG)</li>

<li><a href="Emissionsgasanalyse" title="Emissionsgasanalyse">Emissionsgasanalyse</a> (EGA, <span style="font-style:normal;font-weight:normal"><a href="Englische_Sprache" title="Englische Sprache">englisch</a></span> <span lang="en-Latn" style="font-style:italic">Evolved Gas Analysis</span>; oft gekoppelt mit TG)</li></ul></li>

<li>Volumenänderung

<ul><li><a href="Thermomechanische_Analyse" title="Thermomechanische Analyse">thermomechanische Analyse</a> (TMA)</li>

<li><a href="Dilatometer" title="Dilatometer">Dilatometrie</a></li></ul></li>

<li>Änderung optischer Eigenschaften

<ul><li>thermooptische Analyse (TOA)</li></ul></li></ul>

<p>Darüber hinaus gibt es Methoden, bei denen die oben genannten Vorgänge kombiniert werden. Ein Beispiel ist die <a href="Simultane_thermische_Analyse" title="Simultane thermische Analyse">simultane thermische Analyse</a> (STA), einer Kombination von <a href="Thermogravimetrie" class="mw-redirect" title="Thermogravimetrie">Thermogravimetrie</a> (TG) und <a href="Dynamische_Differenzkalorimetrie" title="Dynamische Differenzkalorimetrie">dynamischer Differenzkalorimetrie</a> (DSC).

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Bedeutung_für_die_Werkstoffkunde"><span id="Bedeutung_f.C3.BCr_die_Werkstoffkunde"></span>Bedeutung für die Werkstoffkunde</h2></div>

<p>Von besonderem Interesse sind bei <a href="Metalle" title="Metalle">Metallen</a>, <a href="Legierung" title="Legierung">Legierungen</a> und <a href="Kunststoff" title="Kunststoff">Kunststoffen</a> die Übergänge von fest nach flüssig sowie eventuelle Temperaturänderungen im festen Zustand, da sich auch Umwandlungen des <a href="Kristallsystem" title="Kristallsystem">Kristallsystems</a> durch Haltepunkte bemerkbar machen. Kristallsystem-Umwandlungen lassen sich nutzen, um die <a href="H%C3%A4rte" title="Härte">Härte</a> von Metallen und Legierungen zu erhöhen.

</p><p>Die Messergebnisse werden in Temperatur-Zeit-Diagramme eingetragen. Die miteinander verbundenen Punkte ergeben die Aufheiz- beziehungsweise Abkühlkurven.

</p><p>Die nebenstehenden Abkühlkurven sind beispielsweise charakteristisch für <a href="Amorph" class="mw-redirect" title="Amorph">amorphe</a> Stoffe (1), ein reines <a href="Chemisches_Element" title="Chemisches Element">Element</a> bzw. ein <a href="Eutektikum" title="Eutektikum">Eutektikum</a> (2), eine Legierung mit Mischkristallbildung (3) und eine naheutektische Legierung (4).

Kurven 2, 3 und 4 siehe auch <a href="Legierung" title="Legierung">Legierung</a>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Literatur">Literatur</h2></div>

<ul><li>DIN 51004 – Juni 1994: <i>Thermische Analyse (TA). Bestimmung der Schmelztemperaturen kristalliner Stoffe mit der Differenzthermoanalyse (DTA)</i></li>

<li>DIN 51005 – August 2005: <i>Thermische Analyse (TA) – Begriffe</i></li>

<li>DIN 51006 – Juli 2005: <i>Thermische Analyse (TA) – Thermogravimetrie (TG) - Grundlagen</i></li>

<li>DIN EN ISO 11357-1 – 2009: <i>Kunststoffe - Dynamische Differenz-Thermoanalyse (DSC)</i>. Teil 1: <i>Allgemeine Grundlagen</i>.</li>

<li>DIN 53765 – 1994: <i>Prüfung von Kunststoffen und Elastomeren; Thermische Analyse; Dynamische Differenzkalorimetrie (DDK)</i></li>

<li>Gabriela Riedel, Gottfried Wilhelm Ehrenstein, Pia Trawiel: <i>Praxis der Thermischen Analyse von Kunststoffen</i>. Carl Hanser, München, ISBN 3-446-22340-1.</li>

<li>W. F. Hemminger, H. K. Cammenga: <i>Methoden der Thermischen Analyse</i>. Springer, Berlin, ISBN 3-540-15049-8.</li>

<li>G. Höhne, W. Hemminger, H.-J. Flammersheim: <i>Differential Scanning Calorimetry – An Introduction for Practitioners</i>. Springer, Berlin, ISBN 3-540-59012-9.</li>

<li>P. J. Haines: <i>Principles of Thermal Analysis and Calorimetry</i>. The Royal Society of Chemistry, 2002, ISBN 0-85404-610-0.</li>

<li>J. L. Ford, P. Timmins: <i>Pharmaceutical Thermal Analysis – Techniques and Applications</i>. Ellis Horwood, 1989, ISBN 0-7458-0346-6.</li>

<li><i>Europäisches Arzneibuch</i>. 6. Ausgabe. Deutscher Apotheker Verlag, Stuttgart 2008, ISBN 978-3-7692-3962-1, S. 71–74.</li>

<li>Skoog, Leary: <i>Instrumentelle Analytik</i>, Springer-Verlag, 1996, ISBN 3-540-60450-2, S. 611–622.</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Weblinks">Weblinks</h2></div>

<ul><li><a rel="nofollow" class="external text" href="http://www.iwf-ug.de/html/thermische_analyse.html">Thermische Analyse.</a> IWF-ug.de</li></ul>

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Normdaten (Sachbegriff): <a href="Gemeinsame_Normdatei" title="Gemeinsame Normdatei">GND</a>: <span class="-print"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://d-nb.info/gnd/4135675-5">4135675-5</a></span> </div>

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