STA - 総合的な材料特性評価のための熱重量測定と示差走査熱量測定
質量変化の同時測定 質量変化(熱重量測定)と エネルギー変換(示差走査熱量測定 /DSC同時熱分析 – STA)は、異なる装置で別々に測定するよりも、情報面で大きな利点があります。
リンゼスSTAシリーズは、-150 °Cから+2400 °Cの温度範囲で試料の質量変化（TG）と発熱反応（DSC）を 同時に測定するために開発されました。最高精度、最高分解能、長期ドリフト安定性を兼ね備えています。
当社のモジュール式システムには、様々なタイプの炉、多様な試料ホルダーおよびるつぼが含まれ、以下のような豊富な付属品によって補完されます。 ガス混合システム, ガス分析計そして ガス安全システムそして強力なLiEAPソフトウェア。
当社の パンフレットをご覧ください。また、お客様の測定タスクに最適なシステムを個別にアドバイスさせていただきます。
最高の精度を実現するトップSTAシステム
STAシステム一覧
熱分析 同時熱分析(STA)併用 熱重量測定(TGA)と ダイナミック 示差走査熱量測定(DSC)を組み合わせたもので、同一条件下で同一サンプルの質量変化と熱流量を同時に記録することができます。
この方法は、熱安定性、相転移、酸化・還元反応、分解プロセスに関する正確で包括的な情報を提供する。 分解プロセス.
1957年から開発・生産 リンゼスは熱分析用の高精度システムを開発してきました。STA装置は最高の感度と安定性、-150 °C から 2400 °C までの広い温度範囲を兼ね備えています。 -150 °C から 2400 °C研究者や品質研究所に信頼性の高いプラットフォームを提供します。 幅広い材料の包括的な特性評価– ポリマーや金属からセラミックや複合材料まで、幅広い材料の総合的な特性評価に信頼性の高いプラットフォームを提供します。
測定変数とアプリケーション：
熱安定性の測定 熱安定性
ガラス転移温度 ガラス転移 (Tg)
分解と燃焼燃焼
定量的組成分析
反応速度論
安全性と安定性の分析
ヒートフロー – 示差走査熱量測定（DSC）
$$\dot{q} = C_p \cdot \frac{dT}{dt}$$ 𝑞̇– 熱流束 Cₚ– 比熱容量 dT/dt– 加熱速度質量変化 – 熱重量測定(TGA)
$$\frac{\Delta m}$${m_0} = \frac{m(T) – m_0}{m_0} \times 100\,\%$$ Δm– 質量の変化 m(T)– 温度 T における質量 m₀– 初期質量STAにおける熱影響の計算
同時熱分析（STA）は、熱重量分析（TGA） と動的差熱分析（DSC）を単一の測定システムに統合したものです。
これにより、同一の試料について質量変化と熱流を同時に測定し、熱的プロセスを包括的に評価します。
DSC方程式は、熱流、比熱容量、および昇温速度の関係を記述するものである。
これにより、融解、結晶化、ガラス転移などの吸熱・発熱反応を正確に定量化することができる。
TGA曲線は、温度または時間に対する試料の相対的な質量変化を示しています。
これは、分解、酸化、蒸発、還元プロセスの解析に用いられ、材料の熱的安定性や 組成に関する貴重な情報を提供します。
システム構成と測定環境
Linseis社の Linseis社のSTAシリーズ の装置はモジュール式に構成されており、多種多様な用途に柔軟に対応可能です。
測定課題に応じて、さまざまな 炉の種類 を使用できます――低温炉から、 –150 °C～2400 °Cまで。この柔軟性により、有機材料および無機材料の両方について精密な分析が可能となります。
さらに、さまざまな 雰囲気オプションがあります：測定は、不活性、酸化、還元、真空の 不活性環境、酸化環境、還元環境、真空環境での測定が可能です。環境での測定が可能です。精密なガス制御により、全温度範囲で再現性のある条件と安定したベースラインが保証されます。
オプションの高分解能センサーと 差動計量技術により、わずかな質量変化も高感度で検出します。リンゼスファーネス技術の優れた温度安定性と組み合わせることで、以下のことが保証されます。 最大限の測定精度と再現性が得られます。
測定可能
可能な測定
測定不可
| 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) | | | | | | |
エクステンション
ダイラトメーターの性能を最適化するために、様々なアドオンと拡張モジュールが用意されています。 アドオンと拡張モジュールが用意されています。これらにより、測定システムを特定のアプリケーション、材料、プロセス条件に合わせてカスタマイズすることができます。
…による 追加のガス制御装置により により、空気、真空、不活性ガスなどの所定の雰囲気を精密に設定できます。これは、酸化に敏感な試料や反応性の高い試料に最適です。
力センサー および 荷重ユニット により、圧力や変形挙動などの熱機械的パラメータの測定が可能になります。
光学式またはレーザー式の拡張機能により により、非接触かつ高解像度で長さの変化を計測できます。
オートサンプルチェンジャー、安全装置、校正装置、データ分析ソフトウェアモジュールなどの追加オプションもあります。 データ解析用ソフトウェアモジュールは、測定の効率性、安全性、再現性を向上させます。
つまり、リンゼイのダイラトメーターは、研究、開発、品質保証において最大限の柔軟性を発揮するように、個別に構成することができます。
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お客様のメリット - リンゼイスSTAシステムのユニークな特徴
リンゼイスは、数十年にわたり熱分析分野における技術の先駆者として知られています。
当社のSTAシステムは、最高水準の精度、モジュール式の柔軟性、そして優れたセンサーおよび炉技術を兼ね備えており、研究、開発、品質保証の各分野において、信頼性が高く再現性のある結果をもたらします。
1. ユーザーが交換可能なセンサー技術
このモジュール式センサーシステムにより、 TG、DSC、DTAセンサーを – サービス担当者を呼ぶことなく、ユーザー自身で直接交換可能です。
これにより、測定タスクに柔軟に対応し、メンテナンス時間を最小限に抑え、コストを削減できます。これは、他社の固定式センサーに比べて明らかな利点です。
2. 同クラスで最も広い温度範囲
–150 °C から +2400 °C までの幅広い温度範囲に対応する複数の炉タイプを取り揃え、Linseisは 市場で最も広い温度範囲を を市場で提供しています。
組み合わせ可能な低温炉、高温炉、特殊炉により、ポリマーからセラミックス、金属に至るまで、多種多様な材料の精密な分析が可能になります。
3. 特許取得済みのセンサー構造による優れた測定精度
特許取得済みの トライカップルおよびカルヴェット・センサー技術 は、測定範囲全体において卓越した信号安定性と温度均一性を実現します。
これにより、Linseisは DSCの感度向上 と 競合モデルよりも低いドリフト を実現しています――特に長時間測定や高温測定において。
4. 真空および最大150バールの高圧オプション
LinseisのSTAモデルは、制御された真空（10⁻⁵mbarまで）または最大150barの過圧条件下で動作させることができます。
これにより、実際の条件下での吸着試験、反応速度論、またはプロセスシミュレーションのための新たな可能性が開かれる。
なぜリンゼスなのか - 同時熱分析の違い
長期 付加価値のある投資
当社のシステムは、耐久性が高く、メンテナンスが容易なコンポーネント、堅牢な設計、インテリジェントなソフトウェアメンテナンスにより、このクラスで最も低い運転コストを実現しています。 サービスコールの減少、ダウンタイムの短縮、継続的なリモートアップデートにより、システムの最大限の可用性と将来性を保証
します。
カスタマイズ ソリューション – 柔軟性を標準に
特殊なオーブン、特殊なセンサー、広い温度範囲、お客様固有のソフトウェア統合など、当社の経験豊富なエンジニアリングチームがお客様のご要望に完璧にマッチするソリューションを開発します。 当社のモジュール式製品アーキテクチャにより、個別化が標準になり、
迅速、正確、確実になります。
1957年以来の技術的パイオニアと革新的な強み
業界で最も高い社内生産率と優れた研究開発部門により、精度、安定性、カスタマイズ性において新たな基準を打ち立てるシステムが生み出されています。
機械構造から電子機器、ソフトウェアに至るまで、中核となるシステム要素はすべて社内で開発されており、技術的に完璧で妥協のない精密測定技術「メイド・イン・ドイツ」を実現しています。
ソフトウェアの専門知識最高レベルのソフトウェア
新しいLiEAPソフトウェアスイートにより、リンゼイは熱分析の標準を再定義します。
モジュラー設計で、直感的に使用でき、最先端の評価とリモート機能を装備しているため、プロセスのあらゆる段階で最大限の効率、透明性、制御が保証されます。
同時熱分析の応用分野
同時熱分析に関するよくある質問
ビーム・バランスの仕組み
強制フロー原理はどのように働くのか？
特許取得済みの強制フロー原理は、気体-固体反応の分析に大きな利点をもたらします。反応環境を正確に制御することにより、再現性のある測定条件を実現することができます。また、連続ガスフローは低速反応を大幅に加速し、反応物の均一な混合を保証します。これにより、反応速度論が改善され、複雑なプロセスをより確実に解釈できるようになります。同時に、強制フロー原理はリアルタイムでの連続分析を可能にし、反応を即座にモニターし制御することができる。また、この技術はスケーラブルで、さまざまなサンプル量や流速に柔軟に対応することができます。強制フローは、熱重量測定（TGA）と示差熱分析（DTA）の両方で利用できるため、これらのメソッドの適用範囲を大幅に拡大し、熱分析においてより精密で高度な調査オプションを可能にします。
TG-DSC/DTA同時測定は、別々の装置（TGAとDSC）と比較して、どのような用途に有利ですか？
STA L81によるTG-DSC/DTAの同時測定は、同一試料を全く同一の条件で重量変化と熱効果を記録することを可能にします。これにより、サンプルの形状、加熱速度、雰囲気の違いによって、別々の測定で生じる可能性のある偏差を避けることができます。
これは、複雑な多段階反応や重複するプロセス、例えば質量減少（TG）と熱現象（DSC/DTA）が時間的に一致する場合に特に有利です。両シグナルを直接相関させることで、熱効果に質量変化が伴うかどうかを区別するなど、より正確な解釈が可能になります。
この同時測定は、測定が1回で済むため時間の節約にもなり、サンプルの消費量も削減できるため、希少な材料や高価な材料には特に有利である。
圧力に依存する測定はSTA装置でも可能ですか？
リンゼイスのSTAシステムは適切な構成で圧力に依存した測定も可能です。この目的のために特別な高圧炉、強化されたセンサーユニット、精密なガス制御モジュールが用意されており、高圧下でも安全で安定した運転が可能です。
これらの拡張機能は、材料研究、触媒開発、安全関連の反応研究など、現実的なプロセスシミュレーションに特に適しています。
設計を最適化するために、簡単なコンサルティングをお勧めします。お客様の特定の用途に適した機器と適切な圧力範囲を定義するお手伝いをさせていただきます。
STA装置で水素や水蒸気雰囲気下での測定は可能か？
はい、リンゼイスのSTAシステムは、適切な装置により水素 雰囲気でも水蒸気雰囲気でも使用できます。水素雰囲気下での測定には、安全性をテストしたガスモジュール、適切な高温炉、監視装置があり、制御された安全な運転を保証します。
水蒸気雰囲気は、加湿システム、加熱ガスライン、温度安定化ガス供給ラインを使用して作り出すことができます。このような構成により、結露を防ぎ、全温度範囲にわたって安定した再現性のある測定条件を保証します。
このような雰囲気オプションは、材料開発、腐食研究、触媒作用、エネルギー・燃料技術への応用に特に適している。
STA装置はガス分析計と連結可能か、またその場でのガス分析は可能か？
はい、リンゼスのSTAシステムはFTIR、MS、GCシステムなどの様々なガス分析計と連動させることができます。これにより測定中に放出されたガスをその場で分析することができます。カップリングは加熱されたトランスファーラインを介して行われ、凝縮のないガスフローを保証し、熱イベントとガス組成の正確な時間的同期を可能にします。
この組み合わせにより、サンプルの熱や質量に関連する変化だけでなく、生成または放出されたガスの化学的同一性も明らかになるため、大きな付加価値が生まれます。これは、材料の特性評価、分解・熱分解研究、反応メカニズム、高度な研究開発用途に最適です。
LINSEIS STA装置のスケール設計の利点は何ですか？また、なぜTGとDSCを1つのシステムで組み合わせると効率的なのですか？
LINSEIS STAシステムの天びん設計は、カウンターウェイトがサンプルの質量を均等にする補正測定原理に基づいています。これにより感度が向上し、熱や重力の影響を最小限に抑え、わずかな質量の変化も確実に記録することができます。左右対称の設計により、振動や干渉による外乱を低減し、局所的な重力、温度変動、環境の影響を受けにくい構造となっています。その結果、最高の精度と、モデルによってはmgから50gまでのサンプル質量を処理できるメンテナンスフレンドリーのシステムが実現しました。
一つの装置でTGとDSCを同時に行うことで、さらなる利点が得られる：試料とリファレンスは同一形状、同一温度プロファイル、同一雰囲気、同一湿度下に置かれます。その結果、測定条件は同等で一貫性があり、妥当性と再現性が大幅に向上します。
DSCヒートフロー法は何を測定し、試料中の熱影響をどのように分析するのですか？
DSCヒートフロー法は、試料と参照物質が定義された温度プログラムに従っている間のエネルギー差を測定する。このエネルギー入力は差分信号として表示されます。融解、結晶化、反応、分解などの熱効果は、特徴的なピークとして現れます。
ピーク面積は反応で消費されたエンタルピーに相当し、ピークの方向は、その反応が吸熱反応（下向き）か発熱反応（上向き）かを示します。
温度差の経時変化を可視化することで、ごくわずかなエネルギー変化さえも正確に捉えることができ、相転移、反応、および安定性挙動の分析における信頼性の高い基礎となります。
なぜ同時熱分析（STA）は、TGAとDSCを別々に測定するよりも正確で包括的な結果が得られるのでしょうか？
同時熱分析(STA)は、熱重量測定(TGA)とDSCまたはDTA熱量測定を1つの測定システムで組み合わせます。これにより、材料の熱安定性、反応性、組成について、別々の測定方法で得られる情報よりもはるかに包括的で正確な情報が得られます。
STAシステムでは、両方の測定信号が同一条件下（同一雰囲気、同一ガス流量、同一加熱速度、同一試料形状、同一熱接触）で実行されます。このような標準化されたフレームワーク条件により、試料の不均一性や温度場の違いなどによる個別測定の典型的な不確かさが排除されます。その結果、一貫性、再現性、精度の高いデータが得られます。
TGAとDSCは同時に記録されるため、STAは貴重な測定時間を節約し、質量変化と エネルギー効果の直接的な比較を可能にします。例えば、TGAだけでは区別できない吸熱過程と発熱過程の明確な分類が可能になります。
したがってSTAは、以下のような数多くの熱伝導性材料パラメータの測定に最適です。
エンタルピーと融解エネルギー
比熱容量
ガラス転移
結晶性
反応エンタルピー
熱および酸化安定性
老化プロセス
純度と相変態
固液平衡、共晶、多形
試料の同定と質量変化
2つの補完的な手法を組み合わせることで、STAは熱プロセスに対するより深い洞察を提供し、分析の質と効率の両方を最適化する。
クイックリンク
目的地に素早く到着
十分な情報
