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Medição de transições de fase com o dilatómetro

Um dilatómetro pode ser utilizado para determinar transições de fase em materiais, uma vez que uma mudança de fase está também associada a uma mudança no coeficiente de expansão térmica (CTE). coeficiente de expansão térmica (CTE) do material. A temperatura na qual o CTE muda é conhecida como a temperatura de transição de fase. Para além de medir o CTE, um dilatómetro do tipo TMA ( análise termomecânica ) permite a medição das propriedades mecânicas. Também pode ser usado para identificar mudanças de fase, uma vez que as propriedades mecânicas, como o módulo de elasticidade, também mudam durante as transições de fase.

O Dilatómetro de têmpera Linseis L78 é normalmente utilizado para medir as temperaturas de transformação de fase (austenite, ferrite, martensite, perlite, baindt, etc.) em aços. Este tipo de dilatômetro de haste ajuda a simular métodos de fabricação, como tratamento térmico em banho de sal, têmpera em banho de óleo, etc.

Estas temperaturas de transformação mudam consoante as taxas de aquecimento e arrefecimento. Para algumas transições de fase, são necessárias elevadas taxas de aquecimento e arrefecimento. Esta taxa é gerada por um aquecedor de indução e uma bobina de indução com uma bobina de arrefecimento de gás. Por exemplo, uma amostra pode ser aquecida a 1000 °C e arrefecida à temperatura ambiente em menos de 30 segundos.

Com a extensão de deformação, pode ser aplicada uma força axial à amostra para simular processos de endurecimento por tensão. Com este dilatómetro, os investigadores podem criar diagramas CCT e TTT e desenvolver novas composições metálicas. Estes diagramas ajudam a otimizar os procedimentos de processamento que podem ser utilizados para obter uma composição multifásica desejada numa liga metálica que lhe confere propriedades mecânicas únicas.

A temperatura de transição vítrea Tg pode ser medida para materiais não cristalinos, como vidros ou polímeros, utilizando um dilatómetro. A temperatura marca o ponto em que os movimentos moleculares aumentam acentuadamente e começa a transformação do material de um estado sólido para um estado viscoelástico e de borracha. Na temperatura de transição vítrea, o CTE aumenta e pode ser medido como uma mudança na inclinação da curva de expansão. Se a amostra continuar a ser aquecida, a curva de expansão atinge um máximo no ponto de amolecimento. A viscosidade diminui então e a amostra começa a fluir. Uma TMA também pode utilizar a diminuição do módulo de elasticidade para determinar a Tg.

Os dilatómetros Linseis estão equipados com deteção do ponto de amolecimento, que pára automaticamente o aquecimento do forno assim que o ponto de amolecimento é atingido. Isto ajuda a evitar que os materiais no instrumento derretam e destruam o sistema de medição.

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