Термохимия

Кратка история

Лаборатория „Термичен анализ“ е част от лабораторния сервизен сектор на ЦЛМК-БАН (бивш Институт по приложна минералогия към БАН). Създадена е още с учредяването на ИПМ от доц. Динко Кунев. След преместването на ЦЛМК в научния комплекс на БАН (бл. 107, ул. „Акад. Г. Бончев“) през пролетта на 2000 г. лабораторията е изцяло реновирана.

Предмет на дейност

Изследване на термичните свойства на материали, минерални суровини и продукти от преработването им.

Цени на анализи и услуги

 

Ръководител

доц. д-р Надя Петрова email (Този имейл адрес е защитен от спам ботове. Трябва да имате пусната JavaScript поддръжка, за да го видите., tel. 8700161 вътрешен 5 лаборатория или 47  )

Сътрудници

доц. д-р Вилма Петкова

 

Налична апаратура

Термична инсталация “Stanton Redcroft”

Лаборатория “Термичен анализ” разполага с комплексна компютризирана инсталация “Stanton Redcroft”, която включва следните модули:

  •  STA 780 – система за симултантен термичен анализ. Работи в температурния обхват 20 ¸ 1500оС; възможни скорости на нагряване и охлаждане от 0.1 до 50 deg/min; тегло на пробата до 100 mg; газов контрол – аргон, азот, водород, кислород, статичен въздух; образци – природни и синтетични.
     

  •  DSC 1500 – диференциален сканиращ калориметър. Работи в температурния обхват 20 ¸ 1500оС; възможни скорости на нагряване и охлаждане от 0.1 до 50 deg/min; тегло на пробата до 100 mg; газов контрол – аргон, азот, водород, кислород, статичен въздух; образци – природни и синтетични.
     

  •  TMA 790 – система за термомеханичен анализ. Работи в температурния обхват 20 ¸ 1000оС; възможни скорости на нагряване и охлаждане от 0.1 до 50 deg/min; форма на пробата – цилиндър с d = 11 mm и h = до 14 mm; газов контрол – аргон, азот, водород, кислород, статичен въздух; образци – метали, керамични материали и полимери.

 

ДАК-1А – Диференциален автоматичен калориметър, тип Калве

Апаратът работи в температурния обхват от 20°С до 200°С в изотермичен режим при маса на образците до 250 mg

Програмно обезпечаване

Термичният комплекс “Stanton Redcroft” има възможности за компютърна обработка на данните от изследванията със специализиран софтуер на фирмата “Thermal Science” – TRACE v.4.30.

 

Видове анализи

 Диференциално-термичен анализ (TG-DTA-DTG)

  Методът на термичния анализ включва симултантно регистриране на измененията в масата на образеца (TG) и диференциалната температура (DTA), съпроводено с изменения в скоростта на термичните реакции (DTG) за съответните температурни интервали (Т) с времето.

Определяне:

1. чистота на веществата и наличието на примеси в тях;

2. термично поведение на изследвания образец или серия от образци в програмиран режим на работа, включващо получаване на данни за:

- температурните интервали на превръщане на различните фази от изследвания образец;

- отчитане на междинните масови загуби в отделните етапи и общите масови загуби в края на процеса на термично разлагане на изследвания образец;

- изчисляване на зависимостта dm/dT = f(t) (DTG) и определяне на инфлексните точки на протеклите реакции;

3. температури на фазови преходи;

4. термична стабилност на изследвания образец;

5. механизма на термичното поведение на изследвания образец:

реакции на дехидратация, разлагане, фазови преходи, редукция и окисление и др. в зависимост от природата на веществата и подбора на конкретните експериментални условия;

6. кинетичните параметри на процеса на разлагане на изследвания образец;

7. фазови диаграми;

8. сравнителни характеристики на веществата.

 Диференциално-сканираща калориметрия (DSC)

 Регистрация на разликите в топлинния поток като функция от времето ΔH = f(t)

Определяне:

1. количество топлина, отделена (погълната) при протичане на даден процес;

2. топлина на реакцията;

3. специфичен топлинен капацитет на изследвания образец;

4. топлина на фазовите и химически превръщания;

5. топлини на омокряне

6. йонен обмен

7. кинетични и термодинамични параметри на фазовите и химически превръщания;

 Термомеханичен анализ (TMA)

 Регистрация на промяната в дължината  Δl или ΔV като функция от температурата или времето

Определяне:

1. фазови преходи от типа твърда фаза (1) – твърда фаза (2), твърда фаза – течност;

2. температура на остъкляване, топене, кристализация;

3. топлинни разширения  на изследваните образци.

4. коефициент на линейно разширение;

Лекции и курсове

  • Специализиран курс за обучение на докторанти „Термичен анализ – същност, методи и приложение“ с лектори ст.н.с. II ст. д-р Вилма Петкова, ст.н.с. II ст. д-р Надя Петрова и хорариум: 20 часа лекции и 10 часа практически занятия към Центъра за обучение на БАН 

  • Ръководство и съръководство при разработване на дипломни работи за бакалаври, магистри и докторанти по специалностите: минералогия и кристалография (шифър 01.07.05) и технология на неорганичните вещества (шифър 02.10.01). 

  • Примерни теми за докторантури: „Трибохимия и термохимия на природни зеолити и апатити“

Научна дейност

Текущи проекти

Представителите на лаборатория „Термичен анализ“ в ЦЛМК са ръководители и съръководители при разработването на следните научни проекти:

  • „Получаване на органо-минерални подобрители за почвите“ – съвместен проект с Естонската академия на науките и Талинския технически университет, гр. Талин, Естония.

  • „Синтез и кристалохимично изследване на нови порести материали – потенциални катализатори, сорбенти и биологично активни материали”, сътрудничество по ЕБР с Чешката Академия на Науките – Институт по неорганична химия.

  • „Синтез на нови неорганични йонити (титаносиликати и циркониев диоксид) и изследване на тяхната ефективност за отстраняване на дългоживущи радионуклеиди (в частност Cs, Sr), както и токсични аниони във води и отпадни води” - проект към ФНИ-МОН за двустранно научно-техническо сътрудничество между Република България и Украйна.

  • „Моделиране и модифициране на минерални системи: Задача „Термични и структурни изследвания на хидроталкитови фази и техните трансформации”.

  • Химични, структурни и термични изследвания на системата Fe-S-O.

Връзки с бизнеса

Потребители на аналитични анализи и услуги на лаборатория „Термичен анализ“ в ЦЛМК през последните години са редица индустриални компании в страната, като ТЕЦ „Марица-изток 3“, „Каолин“ АД, „Солвей-Соди“ АД, „Софарма“ АД, „Челопеч Майнинг“ АД, „Биовет“ АД, „Златна Панега Цимент“ АД и др.

Цени на анализи и услуги