차시 주사량 열계(DSC)의 핵심 기능은 시료가 프로그램의 온도 조절 과정에서 발생하는 열 효과를 측정하는 것이다.그 작업원리의 본질은 동태적인 열류보상과 정확한 측정으로서 최종적으로 변화, 용해점, 유리화전환온도 등 관건적인 열력학매개변수에 대한 량화를 실현한다.

1. 핵심설계: 대칭성과 차분측정

DSC의 핵심 부품은 정밀한 열로이며, 내부에는 두 개의 독립된 측정 플랫폼이 설치되어 있다: 하나는 측정된 시료 (S) 를 배치하는 데 사용되고, 다른 하나는 빈 도가니 또는 산화 알루미늄 가루와 같은 불활성 참조물을 배치하는 데 사용된다.이 두 플랫폼은 하나의 열류 센서를 통해 긴밀하게 연결되어 대칭적인 측정 시스템을 구성한다.이 차등 설계는 배경 열 간섭을 제거하고 샘플 자체의 열 효과만 측정하도록 설계되었습니다.

2. 작업과정: 열흐름차의 동적보상

전체 실험 과정 (예를 들어 온도 상승, 온도 하락 또는 항온) 에서 기기 제어 시스템은 시종 샘플단과 참고단의 온도가 일치하도록 유지하는 데 주력한다.샘플에 물리적 또는 화학적 변화가 발생할 때 (예: 용해 흡열 또는 결정 방열) 열을 흡수하거나 방출하여 온도를 참조단보다 낮거나 높게 만들려고 합니다.

이때 DSC의 검측 시스템은 즉시 이 미세한 온도차 (전력 보상형 DSC에서) 를 탐지하고 신속하게 시료단이나 참고단에 상응하는 전기에너지를 보상하여 량단의 온도가 균형을 회복하도록 한다.온도 균형을 유지하기 위해 보상해야하는 이 전력 (단위: 밀리와트, mW), 즉 샘플이 열을 흡수하거나 방출하는 속도와 직접 같습니다.따라서 기기의 종축 신호는 열흐름률(HeatFlow)로 직접 기록됩니다.

3. 데이터 해독: 열류 곡선에서 변화 계산까지

결국 우리는 온도나 시간에 따라 열류율이 변화하는 곡선을 얻게 된다.곡선의 봉 (흡열) 이나 곡 (방열) 은 샘플의 열 이벤트를 나타냅니다.

변화 (H) 의 계산은 바로 이 곡선에 기초한다: 한 열 사건이 흡수하거나 방출하는 총 열량은 그 피크 면적의 시간에 대한 적분과 같다.계산 방정식은 다음과 같이 단순화할 수 있습니다.

A는 봉우리의 면적이다.

m은 샘플의 질량입니다.

K는 인듐과 같이 용융된 것으로 알려진 표준물질을 측정하여 교정하여 확정하는 계측기 상수(영민도 계수)이다.

요약하면, DSC는 정교한 차분 설계를 통해 샘플의 미묘한 열 변화를 측정 가능한 전기 신호 (열 흐름 차) 로 변환하고, 최종적으로 포인트 계산을 통해 동적 열 흐름 곡선을 정량의 변화 데이터로 변환하여 재료의 본질적인 열 성질을 밝혀냅니다.