DSC 개론

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제목은 개론이라 했는데..

 

개론이런 거창한 단어 쓰기 좀 부끄럽다.. 그냥 '개가 논한다' 해서 개론으로 이해해도 무방할듯..

 

형식이 좀 정해지지 않고 머리에서 생각하는 데로 나와서 가볍게 읽으면 좋을 것 같다.

 

재료의 무슨 특성을 보려고 이걸 쓰나?

 

기본적으로는 상변화(phase transition)을 보기위해 쓰인다. 물로 예를 들면, 영하에서 고체인 얼음으로 존재하고,

 

상온에서 액체인 물로, 100도 이상에서 기체로 존재한다.

 

여기서 말하는 고체, 액체, 기체가 '상 (phase)'이고, 상변화는 고체 ->액체, 액체 ->기체, 기체 -> 액체 등의 변화를 말한다.

 

중학교? 초등학교? 과학시간에 아마 배울텐데 '상이 바뀔때 에너지가 필요하다'

 

즉, 온도가 변함에 따라 재료가 나타내는 열적인 거동을 확인한다. 

 

장비 설명을 볼까?

 

Differential scanning calorimetry (DSC) is a thermoanalytical technique in which the difference in the amount of heat required to increase the temperature of a sample and reference is measured as a function of temperature.

(출처: https://en.wikipedia.org/wiki/Differential_scanning_calorimetry)

 

위키피디아에 나온 설명이다. 장비적인 관점에 의거해 쓰여있네

 

위에 나온 것처럼 무언가 기준이 될만한 물질(reference)를 두고, 온도를 똑같이 올려서 이 녀석을 기준으로 에너지를 더먹는지 덜 먹는지를 확인하는 장비이다.

 

DSC작동 원리

그림을 보자.

 

DSC종류에 따라 조금씩 캐치하는 방식이 다른데 이건 다음에 설명하기로 하고, 이해가 쉬운 모드로 그려서 설명하면

 

장비는 에너지를 줘서 온도를 올리거나 내리거나 할 수 있고, 그 안의 온도를 측정할 수 있다.

 

1번 처럼 온도를 올렸는데 둘다 아무 변화가 없다면? 재료의 비열에 맞게 나타난다.

 

물질마다 비열이 있으며, 정수로 많이 쓰지만 실제로는 온도의 함수이다. 즉, 온도마다 비열이 조금씩 다르다.

 

아무튼.. 장비가 100이라는 에너지를 줬을때 재료랑 기준물질이랑 도달하는 온도가 다르다.

 

이걸 캐치해서 물질의 열용량을 먼저 확인한다. 두 system(보통 furnace라고 부름)의 온도 차이나, 에너지 차이를 가지고 재료의 열적 특성을 파악한다.

 

2번은 온도가 올라감에 따라 재료의 상변화가 존재하게되어 나타나는 차이를 그린 것이다.

 

기준물질은 당연히 비교해야하니까 우리가 확인하는 온도 영역에서 변하지 않는걸 쓴다.

 

그림의 경우에는 기준물질은 에너지를 주는데로 올라가는데 재료는 안올라가는 구간이 존재한다. 이 구간에서

 

재료는 상변화를 하기위해 에너지를 먹고 있다.

 

다시 말해, 재료의 온도를 올려야하는데 사용되어야할 에너지가 재료의 상을 바꾸는데 사용된것으로 보면된다.

 

이후 다 바꾸고 나면? 다시 재료의 온도를 올리겠지.. 물론 보통 상변화하면 비열이 바뀐다.

 

이정도면 대략 설명이 된듯?

 

열심히 써놓고 보니 이걸 누가 볼까 싶네..