TGA

TGA (Thermogravimetric Analysis) to technika analizy termicznej, która mierzy zmianę masy materiału w funkcji temperatury lub czasu w kontrolowanej atmosferze (np. azotu, powietrza, argonu). TGA jest stosowana do badania stabilności termicznej, zawartości lotnych składników, procesów rozkładu i właściwości materiałów w różnych branżach, w tym w przemyśle motoryzacyjnym, chemicznym, farmaceutycznym i tworzyw sztucznych.


Cel TGA:

Określenie stabilności termicznej materiałów.
Pomiar zawartości wilgoci, rozpuszczalników i lotnych zanieczyszczeń.
Analiza rozkładu termicznego polimerów, kompozytów, metali i ceramiki.
Wyznaczanie temperatury, w której materiał zaczyna się rozkładać lub utleniać.
Określenie zawartości wypełniaczy (np. włókien szklanych) w tworzywach sztucznych.


Jak działa TGA?

Próbka materiału jest umieszczona w tyglu i podgrzewana w kontrolowanym tempie (np. 10°C/min). Precyzyjna waga mierzy masę próbki podczas ogrzewania, a wszelkie zmiany masy (utrata, przyrost) są rejestrowane jako funkcja temperatury lub czasu.

  • Utrata masy – odparowanie lotnych składników, rozkład polimerów, utlenianie.
  • Przyrost masy – absorpcja gazów, reakcje chemiczne z atmosferą.

Parametry mierzone w TGA:

🔹 Temperatura rozkładu (Td) – temperatura, w której materiał zaczyna tracić masę.
🔹 Procentowa utrata masy – ilość lotnych składników lub produktów rozkładu.
🔹 Resztkowa masa (Residue) – pozostałość po całkowitym rozkładzie, np. popiół, wypełniacze.
🔹 Stopień degradacji – analiza trwałości termicznej materiałów.


Przykład zastosowania TGA w przemyśle motoryzacyjnym:

Sytuacja:

Producent elementów z poliamidu (PA66) do zastosowań w silnikach bada stabilność termiczną i zawartość wypełniaczy (np. włókna szklanego).

  1. Analiza TGA:
    • Pierwszy spadek masy (100-150°C) – odparowanie wilgoci.
    • Drugi spadek masy (300-450°C) – rozkład polimeru.
    • Pozostałość po 600°C – zawartość włókien szklanych (ok. 30%).
  2. Wynik:
    • Poliamid musi wykazywać wysoką stabilność termiczną, aby wytrzymać wysokie temperatury w komorze silnika.
    • Analiza zawartości wypełniaczy potwierdza, czy materiał spełnia specyfikacje techniczne klienta (np. OEM).

Korzyści wynikające z TGA:

Ocena stabilności termicznej materiałów stosowanych w ekstremalnych warunkach (np. w układach hamulcowych, silnikach).
Identyfikacja wad materiałowych, np. nadmiaru wilgoci lub niepełnego utwardzenia.
Kontrola jakości materiałów dostarczanych przez dostawców (np. polimerów, kompozytów).
Optymalizacja procesów przetwórstwa tworzyw sztucznych (wtryskiwanie, termoformowanie).
Zgodność z wymaganiami norm branżowych (np. ISO, ASTM).


Wyzwania związane z TGA:

Wysokie koszty zakupu i utrzymania urządzeń TGA.
Wymaga precyzyjnej kalibracji i kontroli warunków pomiarowych.
Interpretacja wyników może być skomplikowana przy analizie mieszanek materiałowych.
Ograniczona analiza dla materiałów o bardzo niskiej masie lub wysokiej reaktywności.


TGA a inne techniki analizy termicznej:

TechnikaOpis
TGA (Thermogravimetric Analysis)Pomiar zmiany masy w funkcji temperatury
DSC (Differential Scanning Calorimetry)Pomiar ciepła przemian fazowych w funkcji temperatury
DMA (Dynamic Mechanical Analysis)Badanie właściwości mechanicznych w funkcji temperatury
TMA (Thermomechanical Analysis)Pomiar zmian wymiarów w funkcji temperatury

Normy i standardy dotyczące TGA:

🔹 ASTM E1131 – Standardowa metoda analizy termograwimetrycznej polimerów.
🔹 ISO 11358 – Analiza termograwimetryczna materiałów polimerowych.
🔹 ASTM D6370TGA w analizie elastomerów i gum.


Podsumowanie:

TGA (Thermogravimetric Analysis) to kluczowa metoda w analizie termicznej materiałów, pozwalająca na określenie stabilności termicznej, zawartości lotnych składników i jakości materiałów.

W przemyśle motoryzacyjnym TGA jest niezbędna do kontroli jakości komponentów, badania materiałów eksploatowanych w wysokich temperaturach i optymalizacji procesów produkcyjnych, co wpływa na bezpieczeństwo, trwałość i wydajność pojazdów.

Certyfikacja ISO & IATF

Szukasz jednostki certyfikującej? Nie przepłacaj za audit ISO

Wybór odpowiedniej jednostki to decyzja na lata. Unikaj ukrytych kosztów i formalnego betonu. Porównaj oceny, sprawdź opinie innych inżynierów i znajdź najlepszych ekspertów dla swojej firmy w jednym, niezależnym miejscu.

  • Baza i rzetelne opinie o jednostkach w Polsce
  • Uniknij ukrytych kosztów w ofertach certyfikacji
  • Wybierz auditorów, którzy wnoszą realną wartość
Znajdź Jednostkę →
Narzędzia Quality Engineering

Przejdź z arkuszy Excel na wyższy poziom analizy FMEA

Czy Twój wskaźnik AP (Action Priority) poprawnie definiuje działania korygujące? Przestań tracić czas na ręczne przeliczanie tabel i ryzyka. Wypróbuj darmowe, intuicyjne kalkulatory FMEA zgodne z najnowszymi standardami AIAG & VDA.

  • Automatyczne wyznaczanie priorytetu działań (AP)
  • Błyskawiczne kalkulatory RPN dostosowane do IATF 16949
  • 100% czysty, inżynierski interfejs bez zbędnych rozpraszaczy
Sprawdź FMEA Ratings →

Spis treści

Przewijanie do góry