STA -
Análisis simultáneo
Térmico
STA - Termogravimetría y calorimetría diferencial de barrido para la caracterización completa de materiales
La medición simultánea de cambio de masa (termogravimetría /TG) y la conversión de energía (Calorimetría Diferencial de Barrido / DSC) en una sola muestra (Análisis Térmico Simultáneo – STA) ofrece una considerable ventaja informativa sobre las mediciones separadas en distintos dispositivos.
Los modelos de la serie STA de Linseis se han desarrollado para medir simultáneamente los cambios de masa (TG) y las reacciones caloríficas (DSC ) de una muestra en el intervalo de temperaturas de -150 °C a +2400 °C. Combinan la máxima precisión, la máxima resolución y la estabilidad a la deriva a largo plazo, incluso en las condiciones más exigentes.
Nuestro diseño modular del sistema incluye varios tipos de hornos, así como una amplia gama de portamuestras y crisoles, complementados con numerosos accesorios como sistemas de mezcla de gases, analizadores de gas y sistemas de seguridad de gas así como nuestro potente software LiEAP.
En nuestros folletos encontrarás un resumen de todos los modelos. También estaremos encantados de asesorarte individualmente para encontrar el sistema óptimo para tus tareas de medición.
Nuestros mejores sistemas STA para la máxima precisión
Todos los sistemas STA de un vistazo
La página Análisis Térmico Simultáneo (STA) combina termogravimetría (TGA) y dinámico Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC) en un solo sistema de medición, lo que permite registrar simultáneamente los cambios de masa y los flujos de calor en la misma muestra en condiciones idénticas.
Este método proporciona información precisa y completa sobre la estabilidad térmica, las transiciones de fase, las reacciones de oxidación y reducción y los procesos de descomposición. procesos de descomposición.
Desarrollado y producido desde 1957 Linseis desarrolla sistemas de alta precisión para el análisis térmico. Los dispositivos STA combinan la máxima sensibilidad y estabilidad con un amplio rango de temperaturas de -150 °C a 2400 °C y ofrecen a los investigadores y laboratorios de calidad una plataforma fiable para la caracterización exhaustiva de una amplia gama de materiales – desde polímeros y metales hasta cerámicas y materiales compuestos.
Variables medidas y aplicaciones:
Determinación de la estabilidad térmica
Determinación de la transición vítrea (Tg)
Descomposición y combustión
Análisis cuantitativo de la composición
Cinética de la reacción
Análisis de seguridad y estabilidad
Flujo de calor – Calorimetría diferencial de barrido (DSC)
$$\dot{q} = C_p \cdot \frac{dT}{dt}$$ 𝑞̇ – Flujo de calor Cₚ – capacidad térmica específica dT/dt – tasa de calentamientoCambio de masa – termogravimetría (TGA)
$$\frac{\Delta m}{m_0} = \frac{m(T) – m_0}{m_0} \times 100\,\%$$ Δm – Variación de masa m(T) – masa a la temperatura T m₀ – masa inicialCálculo de los efectos térmicos en el STA
El análisis térmico simultáneo (STA) combina la termogravimetría (TGA) y la calorimetría diferencial dinámica (DSC) en un único sistema de medición.
De este modo, se registran simultáneamente los cambios de masa y los flujos de calor en la misma muestra para caracterizar de forma exhaustiva los procesos térmicos.
La ecuación DSC describe la relación entre el flujo de calor, la capacidad térmica específica y la velocidad de calentamiento.
Esto permite cuantificar con precisión procesos endotérmicos y exotérmicos como la fusión, la cristalización o las transiciones vítreas.
La ecuación de TGA muestra la variación relativa de la masa de una muestra en función de la temperatura o del tiempo.
Se utiliza para estudiar procesos de descomposición, oxidación, evaporación y reducción, y ofrece información muy valiosa sobre la estabilidad térmica y la composición de los materiales.
Configuraciones del sistema y entornos de medición
Los equipos de la serie STA de Linseis tienen un diseño modular y se pueden adaptar de forma flexible a las aplicaciones más diversas.
Dependiendo de la tarea de medición, se pueden utilizar diferentes tipos de horno , desde hornos de baja temperatura hasta sistemas de alta temperatura con rangos de medición de –150 °C a 2400 °C. Esta flexibilidad permite realizar análisis precisos tanto de materiales orgánicos como inorgánicos.
Además, hay varias opciones de atmósfera disponibles: Las mediciones pueden realizarse en ambientes inertes, oxidantes, reductores o al vacío. ambiente. El control preciso del gas garantiza condiciones reproducibles y una línea de base estable en todo el rango de temperaturas.
Los sensores de alta resolución disponibles opcionalmente y la tecnología de pesaje diferencial garantizan una detección especialmente sensible incluso de los cambios de masa más pequeños. En combinación con la excelente estabilidad térmica de la tecnología de hornos Linseis, esto garantiza la máxima precisión de medición y repetibilidad de medición.
Medición posible
Medición posiblemente posible
Medición imposible
| Messgröße/Anwendung | STA L81 | STA L81 Nuklear | STA L82 | STA L84 HP | STA L85 HP | STA/TGA L86 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Phasenübergänge / Schmelzpunkte |  | | | | |  |
| Oxidations- / Reduktionsreaktionen | | | | | | |
| Zersetzung / Verbrennung | | | | | | |
| Reaktionskinetik | | | | | | |
| Reaktionsenthalpien (endo/exo) | | | | | | |
| Wasser- / Feuchtebestimmung | | | | | | |
| Reaktivgasatmosphäre (Wasserstoff/korrosive Gase) | | | | | | |
| Messungen unter erhöhtem Druck (> 5 bar) |  | | | | | |
| Kopplung mit Gasanalyse (MS/FTIR) | | | | | | |
Extensiones
Para optimizar el rendimiento de los dilatómetros, hay disponibles varios complementos y módulos de ampliación. complementos y módulos de ampliación están disponibles. Permiten adaptar el sistema de medición a aplicaciones, materiales o condiciones de proceso específicos.
Mediante sistemas de control de gases adicionales se pueden ajustar con precisión atmósferas definidas, como aire, vacío o gas inerte, lo cual es ideal para muestras sensibles a la oxidación o reactivas.
Sensores de fuerza y unidades de carga amplían la medición con parámetros termomecánicos, como el comportamiento ante la presión o la deformación.
Con las ampliaciones ópticas o basadas en láser se pueden registrar los cambios de longitud sin contacto y con alta resolución.
Otros complementos como cambiadores automáticos de muestras, dispositivos de seguridad y calibración o módulos de software para el análisis de datos aumentan la eficacia, la seguridad y la reproducibilidad de las mediciones.
Esto significa que los dilatómetros Linseis pueden configurarse individualmente, para obtener la máxima flexibilidad en investigación, desarrollo y garantía de calidad.
Dosificación de gas L40
L40 GASSAFETY
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Tus ventajas - Características únicas de los sistemas Linseis STA
Linseis lleva décadas siendo uno de los pioneros tecnológicos en el análisis térmico.
Nuestros sistemas STA combinan la máxima precisión, flexibilidad modular y una tecnología superior de sensores y hornos, lo que garantiza resultados fiables y reproducibles en investigación, desarrollo y control de calidad.
1. Tecnología de sensores que el usuario puede cambiar
El sistema modular de sensores permite intercambiar sensores TG, DSC y DTA , directamente por parte del usuario, sin necesidad de intervención técnica.
De este modo, las tareas de medición se pueden adaptar con flexibilidad, se minimizan los tiempos de mantenimiento y se reducen los costes: una clara ventaja frente a los sensores fijos de otros proveedores.
2. El rango de temperatura más amplio de su clase
Con varios tipos de hornos que van desde los –150 °C hasta los +2400 °C, Linseis ofrece el rango de temperaturas más amplio del mercado.
Los hornos combinables de baja temperatura, alta temperatura y especiales permiten realizar análisis precisos de los materiales más diversos: desde polímeros hasta cerámicas y metales.
3. Precisión de medición superior gracias a una arquitectura de sensores protegida
La tecnología patentada tecnología de sensores Tri-Couple y Calvet ofrece una estabilidad de señal y una homogeneidad de temperatura excepcionales en todo el rango de medición.
De este modo, Linseis consigue una mayor sensibilidad del DSC y una menor deriva que los modelos de la competencia, sobre todo en mediciones de larga duración y a altas temperaturas.
4. Opciones de vacío y alta presión hasta 150 bar
Los modelos STA de Linseis pueden funcionar vacío controlado (hasta 10⁻⁵ mbar) o en condiciones de sobrepresión de hasta 150 bar
Esto abre nuevas posibilidades para pruebas de sorción, cinética de reacción o simulaciones de procesos en condiciones reales.
Por qué Linseis - La diferencia en el análisis térmico simultáneo
A largo plazo Inversión con valor añadido
En Linseis, no sólo nos centramos en la precisión, sino también en el valor añadido sostenible a lo largo de todo el ciclo de vida.
Nuestros sistemas ofrecen los costes de funcionamiento más bajos de su clase, gracias a unos componentes duraderos y de bajo mantenimiento, un diseño robusto y un software de mantenimiento inteligente.
Menos llamadas al servicio técnico, tiempos de inactividad más cortos y actualizaciones remotas continuas garantizan la máxima disponibilidad del sistema y su preparación para el futuro, durante décadas.
Personalizado Soluciones: flexibilidad de serie
Cada tarea de medición es única, por eso Linseis no fabrica aparatos estándar, sino sistemas personalizados adaptados exactamente a tu aplicación.
Tanto si necesitas un horno especial, sensores especiales, un rango de temperatura ampliado o una integración de software específica para el cliente, nuestro experimentado equipo de ingenieros desarrolla soluciones que se adaptan perfectamente a tus requisitos.
Con nuestra arquitectura modular de productos, la individualización se convierte en estándar, de forma rápida, precisa y fiable.
Pioneros tecnológicos y fuerza innovadora desde 1957
Linseis ha sido pionera tecnológica en análisis térmico durante más de seis décadas.
Con la mayor tasa de producción propia del sector y un excelente departamento de I+D, se crean sistemas que establecen nuevos estándares en precisión, estabilidad y personalización.
Desde la estructura mecánica hasta la electrónica y el software, cada elemento central del sistema se desarrolla internamente: para una tecnología de medición tecnológicamente perfecta y de precisión sin concesiones «Made in Germany».
Experiencia en software al más alto nivel
Con el nuevo paquete de software LiEAP, Linseis está redefiniendo el estándar en análisis térmico.
De diseño modular, uso intuitivo y equipado con funciones de evaluación y remotas de última generación, garantiza la máxima eficacia, transparencia y control en cada paso del proceso.
Ámbitos de aplicación del análisis térmico simultáneo
Preguntas frecuentes sobre el análisis térmico simultáneo
Cómo funciona una balanza de viga
¿Cómo funciona el principio de flujo forzado?
El principio patentado de flujo forzado ofrece ventajas considerables cuando se analizan reacciones gas-sólido. El control preciso del entorno de reacción permite obtener condiciones de medición reproducibles, mientras que el flujo continuo de gas acelera considerablemente las reacciones lentas y garantiza una mezcla uniforme de los reactivos. Esto conduce a una cinética de reacción mejorada y a una interpretación más fiable de los procesos complejos. Al mismo tiempo, el principio de flujo forzado permite el análisis continuo en tiempo real, de modo que las reacciones pueden supervisarse y controlarse inmediatamente. La tecnología también es escalable y puede adaptarse con flexibilidad a diferentes volúmenes de muestra y caudales, una ventaja decisiva para la optimización de los procesos de desarrollo y producción. Como el flujo forzado está disponible tanto para la termogravimetría (TGA ) como para el análisis térmico diferencial (ATD), amplía significativamente el campo de aplicación de estos métodos y permite opciones de investigación más precisas y avanzadas en el análisis térmico.
¿Para qué aplicaciones son ventajosas las mediciones simultáneas TG-DSC/DTA en comparación con los dispositivos separados (TGA y DSC)?
La medición simultánea TG-DSC/DTA con la STA L81 permite registrar los cambios de peso y los efectos térmicos en condiciones exactamente idénticas sobre el mismo material de muestra. Esto evita las desviaciones que pueden producirse con mediciones separadas debido a diferencias en la geometría de la muestra, la velocidad de calentamiento o la atmósfera.
Esto es especialmente ventajoso para reacciones complejas, de varias etapas o procesos solapados, por ejemplo, cuando coinciden en el tiempo una pérdida de masa (TG) y un evento térmico (DSC/DTA). La correlación directa de ambas señales permite una interpretación más precisa, como distinguir si un efecto térmico va acompañado o no de un cambio de masa.
Este procedimiento simultáneo también ahorra tiempo, ya que sólo es necesaria una medición, y reduce el consumo de muestras, lo que es especialmente ventajoso para los materiales raros o caros.
¿Se pueden realizar también mediciones dependientes de la presión con dispositivos STA?
Sí, con la configuración adecuada, los sistemas STA de Linseis también pueden realizar mediciones dependientes de la presión. Para ello, se dispone de hornos especiales de alta presión, unidades de sensores reforzadas y módulos de control de gas precisos, que permiten un funcionamiento seguro y estable bajo presiones elevadas.
Estas ampliaciones son especialmente adecuadas para simulaciones de procesos realistas, por ejemplo en investigación de materiales, desarrollo de catálisis o estudios de reacciones relevantes para la seguridad.
Recomendamos una breve consulta para optimizar el diseño. Estaremos encantados de ayudarte a definir el equipo adecuado y el rango de presión apropiado para tu aplicación específica.
¿Son posibles las mediciones en atmósferas de hidrógeno y vapor de agua con los dispositivos STA?
Sí, los sistemas STA de Linseis pueden funcionar -con el equipo adecuado- tanto en atmósferas de hidrógeno como de vapor de agua. Para las mediciones en hidrógeno, se dispone de módulos de gas de seguridad probada, hornos de alta temperatura adecuados y equipos de supervisión para garantizar un funcionamiento controlado y seguro.
Se pueden crear atmósferas de vapor de agua utilizando sistemas de humidificación, conductos de gas calentados y conductos de suministro de gas con temperatura estabilizada. Esta configuración evita la condensación y garantiza unas condiciones de medición estables y reproducibles en todo el rango de temperaturas.
Estas opciones de atmósfera son especialmente relevantes para aplicaciones en el desarrollo de materiales, la investigación de la corrosión, la catálisis y la tecnología energética y de combustibles.
¿Pueden acoplarse los dispositivos STA a analizadores de gases y es posible el análisis de gases in situ?
Sí, los sistemas STA de Linseis pueden acoplarse a diversos analizadores de gases, como sistemas FTIR, MS o GC. Esto permite el análisis in situ de los gases liberados durante la medición. El acoplamiento se realiza a través de líneas de transferencia calentadas, que garantizan un flujo de gas sin condensación y permiten una sincronización temporal precisa entre los eventos térmicos y la composición del gas.
Esta combinación crea un importante valor añadido, ya que revela no sólo los cambios térmicos y relacionados con la masa de la muestra, sino también la identidad química de los gases producidos o liberados. Es ideal para la caracterización de materiales, estudios de descomposición y pirólisis, mecanismos de reacción y aplicaciones sofisticadas de I+D.
¿Cuáles son las ventajas del diseño a escala de los dispositivos LINSEIS STA y por qué es tan eficaz la combinación de TG y DSC en un solo sistema?
El diseño de la balanza de los sistemas LINSEIS STA se basa en un principio de medición compensada en el que un contrapeso iguala la masa de la muestra. Esto aumenta la sensibilidad, se minimizan las influencias térmicas y gravimétricas y se pueden registrar con fiabilidad incluso los cambios de masa más pequeños. El diseño simétrico reduce las perturbaciones causadas por vibraciones e interferencias, mientras que la construcción permanece insensible a la gravedad local, las fluctuaciones de temperatura y las influencias ambientales. El resultado es la mayor precisión posible, combinada con un sistema de fácil mantenimiento que -según el modelo- puede procesar masas de muestra de mg a 50 g.
La combinación simultánea de TG y DSC en un solo aparato ofrece ventajas adicionales: La muestra y la referencia se encuentran en una geometría idéntica, bajo el mismo perfil de temperatura, la misma atmósfera e idéntica humedad. El resultado son unas condiciones de medición comparables y coherentes, que aumentan significativamente tanto la validez como la reproducibilidad.
¿Qué mide el método de flujo térmico DSC y cómo se analizan los efectos térmicos en la muestra?
El método de flujo térmico DSC mide la diferencia de energía entre una muestra y un material de referencia mientras ambos siguen un programa de temperatura definido. Esta entrada de energía se muestra como una señal diferencial. Los efectos térmicos como la fusión, la cristalización, las reacciones o la descomposición aparecen como picos característicos.
El área del pico corresponde a la entalpía transformada, mientras que la dirección del pico indica si el proceso es endotérmico (hacia abajo) o exotérmico (hacia arriba).
Al representar la diferencia de temperatura en función del tiempo, se pueden registrar con precisión incluso los cambios energéticos más pequeños, lo que supone una base fiable para analizar transiciones de fase, reacciones y el comportamiento de estabilidad.
¿Por qué el Análisis Térmico Simultáneo (STA) proporciona resultados más precisos y completos que las mediciones TGA y DSC por separado?
El Análisis Térmico Simultáneo (STA) combina la termogravimetría (TGA ) con la calorimetría DSC o DTA en un único sistema de medición. Esto proporciona información mucho más completa y precisa sobre la estabilidad térmica, la reactividad y la composición de un material de lo que sería posible con métodos de medición separados.
En el sistema STA, ambas señales de medición funcionan en condiciones idénticas: la misma atmósfera, caudal de gas, velocidad de calentamiento, geometría de la muestra e idéntico contacto térmico. Estas condiciones marco normalizadas eliminan las incertidumbres típicas de las mediciones separadas, por ejemplo, debidas a las inhomogeneidades de la muestra o a los diferentes campos de temperatura. El resultado son datos coherentes, reproducibles y muy precisos.
Como el TGA y el DSC se registran simultáneamente, el STA también ahorra un valioso tiempo de medición y permite una comparación directa entre los cambios de masa y los efectos energéticos. Esto facilita considerablemente la diferenciación e interpretación de las reacciones, por ejemplo, la clasificación clara de los procesos endotérmicos y exotérmicos, que el TGA por sí solo no puede distinguir.
Por lo tanto, la STA es ideal para determinar numerosos parámetros térmicos del material, entre ellos
Entalpías y energías de fusión
Capacidad calorífica específica
Transición vítrea
Cristalinidad
Entalpías de reacción
Estabilidad térmica y oxidativa
Procesos de envejecimiento
Pureza y transformaciones de fase
Equilibrios sólido/líquido, eutécticos, polimorfismo
Identificación de la muestra y cambios de masa
Al combinar dos métodos complementarios, STA proporciona una visión mucho más profunda de los procesos térmicos y optimiza tanto la calidad como la eficacia de los análisis.
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