DE1573147A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Messen der thermischen Charakteristika ausserordentlich geringer Mengen oder Volumina an Testmaterial - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Messen der thermischen Charakteristika ausserordentlich geringer Mengen oder Volumina an Testmaterial

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DE1573147A1 DE19651573147 DE1573147A DE1573147A1 DE 1573147 A1 DE1573147 A1 DE 1573147A1 DE 19651573147 DE19651573147 DE 19651573147 DE 1573147 A DE1573147 A DE 1573147A DE 1573147 A1 DE1573147 A1 DE 1573147A1
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Description

  • Verfahren und Vorrichtung zem Messen der thermischen Charakteristika auperärdentlich geringer Mengen oder Volumina an Destmaterial Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen der thermischen Charakteristika außerordentlich geringer Mengen oder Volumina an Testmaterial. Unter außerordentlich geringen Mengen oder Volumina sind in diesem Fall 0,5 - 100 mg bzw. 1 - 10 ml zu verstehen.
  • Die herkömmlichen Verfahren zum Messen der thermischen Eigenschaften, wie des Schxelzpunktes und Verfestigungspunktes bestehen in einem Beobachtungsverfahren durch das unbewaffnete Auge, einem mechanischen oder optischen Beobachtungsverfahren und einem Beobschtungsverfahren auf der Grundlage des thermodynamischen Gleichgelichtes. Im allgemeinen gibt es das Kapillarverfahren und das Heizplattenverfahren als Beobachtungsverfahren für das unbewaffnete Auge. Aufgrund der Meßergebnisse ergeben sich subjektive Differenzen bedingt durch verschiedene unterschiedliche Bedingungen der mit unbewaffneten Auge arbeitenden Beobachter, so dap sich hierdurch nicht vermeidbare Unregelmäßigkeiten in den gemessenen Werten ergeben und deren Reproduzierbarkeit sehr schlecht und fr genaue Messungen ungeeignet ist. Bei einer derartigen Vorrichtung besteht ein weiterer Nachteil darin, daß der Verfestigungspunkt nicht festgestellt werden kann, Andererseits gibt es verschiedene Vorrichtungen, die über eine mechanisohe oder optische Beobahhtung arbeiten, jedodh beruhen dieselben auf einer Zweipunktebebbachtung, wobei getrennte Beobachtungen bezüglich der Schmelzzeit und der zugeordneten Temperatur durchgeführt werden müssen, so daß ein gewisser Fehler bedingt durch die Differenzen in der Beobachtungszeit nicht vermeidbar ist. Weiterhin ist die Temperatur zum Zeitpunkt des Schmelzens identisch mit derjenigen des Ofenkörpers, so dap eine Temperaturdifferenz zwischen denselben und dem Testmaterial vorliegt. Somit ist die Beobachtung des Materials ledigllch subjektiv, und eine gute Reproduzierbarkeit kann nicht erwartet werden.
  • Bezüglich des Beobachtungsverfahren auf der Grundlage des thermodynamischen Gleichgewichtes besteht dessen Prinzip darin, durch Fadenveränderung in dem Testmaterial bedingten Wärme in elektrische Energie vermittels eines Wandlers umzuwandeln, wodurch der Schmelzpunkt und Verfestigungspunkt anhand einer Gleichgewichtskurve der Temperatur und der Zeit gemess-en wird. Somit ist dieses Verfahren am besten für eine objektive Messung geeignet. Bei diesem Verfahen wird ein Platin-Widerstandsthermometer in Form eines Wandlers in das Testmaterial eingeftihrt, so dap eine Temperatur- und Zeitkurve des Materials automatisch aufgezeichnet werden kann, und anhand einer derartigen Kurve kann sodann der Schmelzpunkt und der Verfestigungspunkt bestimmt werden. Diese Vorrichtungsart jedoch erfordert grobe Mengen an Teetmaterialien und auch eine erhebliche Zeitspanne für die Messung. Wenn auch eine Vorrichtung dieser Art unter Anwenden eines Thermowiderstandes vorliegt, die im wesentlichen für das Messen des Gefrierpunktes dient, ist der Bereich der Temperaturmessung sehr klein und es sind ziemlich groß@ Mengen an Testmaterial erforderlich. Dies stellt einen offensichtziehen Nachteil dar, so dap sich diese Vorrichtung als @nzweckmäaig für das Messen eines sehr geringen Volumens oder Menge an Testmaterial erweist. ebenfalls in dem Fall des Messens des Siedepunktes, der Reaktion temperatur und auch der Reaktionstemperaturen von flüssigen und gasförmigen Phasen des Destmaterials unter Druck sind einzelne Meßvorrichtungen erforderlich in Abhängigkeit von den vorgesehenen Meßzwecken, und auch sind sehr grope Mengen an Testmaterial erforerlich, so dap sich das Messen auperordentlich geringer Volumina und Mengen an Testmaterial als schwierig erweist. In dem Fall des messens der thermischen Eigenschaften auperordentlich geringer Mengen od'er Volumina mit sehr genauer Reproduzierbarkeit treten somit unvermeidbar verschiedene Schwierigkeiten und Nachteile auf.
  • Erfindungsgemäß werden nun derartige unzweckmäßige Faktoren ausgeschaltet. Erfindungsgemäß gelingt es vermittels lediglich einer Vorrichtung die thermischen Ligenschaften auperordentlich geringer Mengen oder Volumina eines Testmaterials, wie des 3chmelzpunktes, des Verfestigungspunktes, des 5iedepunktes, der Reaktionstemperatur und der Reaktionstemperaturen von flüssigen und gasförmigen Phasen des Testmaterials innerhalb breiter Mepbereiche in sehr schneller und genauer Weise durchzuführen, wobei eine automatische sufzeichnung der £?rgebnisse erfolgt.
  • Erfindungsgemäß finden Rohre mit dem Testmaterial für die ausschlieliche Anwendung sehr geringer Mengen oder Volumina des Testmaterials Anwendung, und ein derartiges Rohr weist ein kleines Volumen und speziellen Bodenaufbau oder inneren Aufbau und Form auf, und jedes ohr ist speziell für die vorgesehenen Meßzwecke ausgelegt, so dap die thermischen Eigenschaften einer auperordentlich geringen Menge oder Volumens des Testmaterials gemessen werden können. bin derartiges rohr mit dem Testmaterial wird in die eigentliche Temperaturmeßvorrichtung eingesetzt, und erfindungsgemäß wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen der thermi schen Eigenschaften der genannten sehr geringen Mengen oderVolumina @es Testmaterials vorgeschlagen, ohne daß das unbewaffnete Auge für eine genaue Beobachtung herangezogen werden mup, und erfindungsgemäß wird eine ausgezeichnete Reproduzierbarkeit der Brgebnisse sowie schnelles und einfaches Aufzeichnen derselben erreicht.
  • Erfindungsgemäß findet für den vagesehenen Zweck ein Rohr mit einem allgemein genau, bestimmten, jedoch sehr geringen Volumen für das Testmaterial zwecks Messen des Schmelzpunktes, des Verfestigungspunktes und des Siedepunktes, ein weiteres Rohr für das Messen des Schmelzpunktes, ein weiteres für das Messen der Reaktionstemperatur und Wärme und ein weiteres Rohr für das Messen der Reaktionstemperatur und Wärme unter Druck Anwendung. Alle Rohre werden in die eigentliche Temperaturaeßvorrichtung eingeführt, die aus einem elektrischen Ofen, einem Thermowiderstand für das Einstellen der Cemperaturen des elektrischen Ofens, einem weiteren Thermowiderstand oder Thermoelement für die Temperaturmessung, einem Elektrometer für die Temperaturmessung und einem Mechanismus für die Luftzuführung besteht, Somit werden Temperaturveränderungen in der sich durch die thermische Veränderung in dem Destmaterial ergebende Demperatur, bedingt durch Erwärmen vermittels des elektrischen Ofens, durch das Thermoelement festgestellt, und die in dieser Weise festgestellte Temperatur wird durch das Elektrometer für die Temperaturmessung angezeigt. Das Ergebnis wird automatisch vermittels einer Aufzeichnungsvorrichtung für geringfügige Temperaturänderungen aufgezeichnet.
  • Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläuterte Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht der eigentlichen Temperatur Meßvorrichtung, in der verschiedene Rohre mit sehr geringem Volumen oder Menge des estmaterials für die Meßzwecke angeordnet wer-. den, und diese Vorrichtung ist in der Lage die thermischen'Eienschaften des Testmaterials in diesen Rohren zu messen.
  • Fig. 2 ist ein Blockdiagranm der eigentlichen Temperaturmeßvorrichtung in dem Fall des Anwendens des Thermoelementes.
  • Fig. 3 zeigt allgemein die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Einführen des Rohrs für das Tsstmateriale zwecks Messen des Sch@elzpunktes in dem Hauptkörper der Vorrichtung.
  • Fig. 4,5,6 und 7 zeigen Ausführungsformen verschiedener Rohre für das Testmaterial, und in der eigentlichen Mepvorrichtung für die Temperatur angeordnet sind.
  • Fi'. 4 ist ein senkrechter Schnitt durch ein Rohr für das Testmaterial zwecks Messen des Schmelzpunktes einer sehr geringen Menge des Testmaterials.
  • Fig. 5 ist ein senkrechter Schnitt durch das Rohr für das Testmaterial mit einem Volumen von 1 bis 10 ml zwecks Messen des Siedepunktes. zeigt 6 ist ein senkrechter Schnitt eines Rohrs für das Teetmaterial mit einem Volumen von 1 bis 10 ml für das Messen der Reaktionstempe ratur und Wärme.
  • Fig. 7 ist ein senkrechter Schnitt eines Rohrs für das Destmaterial mit einem Volumen von 1 bis 10 ml für das Messen der Reaktionstemperatur und der Wärme unter Druck.
  • Fig. 8 zeigt eine allgemeine Anordnung für das Zuführen von Erwärmunge- und Kühlluft unter einen elektrischen Ofen für den Fall der Ausführung von Messungen unter Anwenden eines Thermoelementes in der eigentlichen TemperaturmeSvorrichtung, Erfindungsgemäß werden verschiedene Rohre für die Testmaterialien in Abhängigkeit von den e ntsprechenden EeFzwecken, und zwar das Messen des Schmelzpunktes, des Verfestigungepunkteß und des Siedepunktes sehr geringer Mengen an Testmaterial und für das Messen der Reaktionstemperatur eines kleinen Volumens an Testmaterial und der Reaktionstemperatur und Wärme desselben unter Druck vorgeschlagen. Diese Rohre werden in entsprechender Weise in die eigentliche Temperaturmeßvorrichtung eingeführt, so daß die Temperatur des Testmaterials oder Temperaturveränderungen bedingt durch Erwärmen oder Abkühlen gemessen werden können. Die eigentliche Temperaturmepvorrichtung, bei der jedes Rohr des Testmaterials angewandt werden kann, besitzt den folgenden Aufbaul Diese Anordnung besteht im wesentlichen aus einem elektrischen Ofen 1, einem elektrischen Erhitzer 2 als Wärmequelle, einem Schieberwiderstand 3, einem Thermoelement 4 für das Einstellen der Temperatur des elektrischen Ofens, einem weiteren -Thermoelement 5, das in das Rohr für das Testmaterial eingeführt und darin b efestigt werden kann zwecks Messen der Temperatur des Testmaterials, einem Elektrometer 6 für die Temperaturmessung und einem Gebläse 7, und weiterhin sind verschiedene Rchalter für den Betrieb dieser Elemente, wie ein Schal-8 ter/für das Blektrometer, ein Bereichsschalter 9, eine Ein stellvorrichtung 10, ein Hautschalter 11, Erhitzerschalter 12 und 13, ein Schieberknopf 14, ein Hebel 15 für das Sinstellen des Gebläses 7, ein Hebel 16 für das Einstellen eines Sxhausters und ein Schalter 17 für die abgegebene Leistung vorgesehen. Im folgenden werden die einzelnen Rohre für die Aufnahme des Testmaterials unter Bezugnahme auf diespeziellen vorgesehenen Anwendungsgebiete erläutert.
  • (a) Die Fig. 4 zeigt ein Rohr für das Testmaterial vorgesehen für die Anwendung in Kombination mit der eigentlichen Temperaturmepvorrichtung für den Fall des Messens des Schmelzpunktes, des Verfestigungspunktes und des Siedepunktes einer auperordentlich serin gen Menge des Testmaterials. Dieses Rohr für das Testmaterial besteht aus einem abgedichteten Glasbehälter 20, der mit einer Kammer 19 für das Testmaterial an seinem unteren Ende ausgerüstet ist, einem ylinderförmigen inneren Rohr 24 mit einem Einführungsloch 21 für ein Thermoelement, einem Zuführungsrohr 22 für inertes Gas und, einem Loch 2@ für das Einführen desselben in den Glasbehälter 20 Durch Anwenden dieses Rohrs für das Testmaterial kann das Messen des Schmelzpunktes, des Verfes;tigungspunktes und des Siedepunktes einer auperordentlich geringen Menge an Test material in der folgenden Weise durchgeführt werden.
  • Zunächst wird das Testmaterial in einer Menge von 0,5 bis 10 mg in die Kammer 19 eingeführt und falls erforderlich, und zwar insbesondere wenn sich die Menge an Testmaterial auf 0,5 - 10 mg beläuft, werden nihht adsorbierende oder praktisch nicht adsorbierende anorganische Teilchen, wie Quarz oder Goldpulver mit guter Wärmeleitfähigkeit mit dem Teatmaterial in einer Menge verascht, die gleich oder doppelt derjenigen des Testmaterials ist. Im hnschluß wird das Thermoelement in das Loch 21 zwecks Befestigen eingeführt, und das zylinddrförmlge innere Rohr 24 bestehend aus einem Beschickungsrohr 22 für inertes Gas (Stickstoff) wird in das Loch 23 und in den Gasbehälter 20 eingeführt. In diesem Fall wird ein-Wulstteil 5' des Thermoelementes 5 in dem Testmaterial zwecks Festlegen in einer bestimmten Lage eingebettet. Das Rohr des Testmaterials, das in dieser Weise zusammengesetzt ist, wird sodann in den elektrischen Ofen 1 der eigentlichen Temperaturmeßvorrichtung eingeführt und das Rohr durch den elektrischen Ofen erhitzt.
  • Bei dem Brhit-zen schmilzt das Testmaterial und die Wärmeabsorptions temperatur und deren Veränderungen werden durch das TherDoelement 5 für die Temperaturmessung festgestellt und vermittels des, Elektrometers 6 für die Temperaturmessung angezeigt. Erforderlichenfalls kann die Aufzeichnungsvorrichtung 18 mit dem Meter 6 verbunden sein wodurch die Schmelz-, Verfestigungs- und Siedekurven automatisch aufgezeichnet werden können. Weiterhin ist hiermit eine elektrische -Vorspannung verbunden, 8o daS ein Anteil einer beliebigen Temperatur um das Zehnfache zwecks Aufzeichnung verstärkt werden kann.
  • In dem Fall des Messens des Verfestigungspunktes kann ebenfalls die elektrische Spannung für den elektrischen erhitzer 2 durch Betätigen des Kiaopfes 14 des Schieberwiderstandes 5 unterbrochen wereden, und die Temperatur sinkt sodann schnell ab, indem der Hebel 15 des Gebläses 7 betätigt wird, so dap der elektrische Ofen abgekühlt werden kann und die Temperatur des Testmaterials kann zum Zeitpunkt des Verfestigens desselben durch das Thermoelement 5 für die Temperaturmessung festgestellt werden. Das Ergebnis wird durch das Elektrometer 6 für die Temperaturmessung angezeigt. Bei dem erfindungsgemäpen Verfahren liegen die Grenzwerte für die Temperaturmessung in einem Bereich von -5° # 350°C für die Meßzwecke.
  • In dem Pall des leichten Zersetzens des Testmaterials. kann Stickstoff in das Rohr durch das Zuführungsrohr 22 eingerührt werden, und sodann kann eine derartige Zersetzung verhindert werden, indem man in dieser atmosphäre arbeitet.
  • (b) Die Fig. 5 zeigt ein Rohr für die Aufnahme vDn Testmaterial zwecks Messen des Siedepunktes desselben. Es ist hierein zylinderförmiger, wärmedichter Glasbehälter 19 mit kreisrundem Boden gezeigt, in den ein zylinderförmiger Glasstopfen 28 mit Schlitz eingeführt ists und dieser Stopfen weist einen Einlag 20 für das Sinführen des Thermoelementes 5 zwecks Messen der Temperatur des Testmaterials in dem mittleren Teil der oberen Oberfläche desselben auf, Es ist eine Oeffnung 22 für die Verbindung mit einem Kühler 21 und eine Einsatzöffnung 23 für das Verbinden mit einer Praktionierkolonne versehen, durch die das Testmaterial destilliert werden kann, und gegebenenfalls liegen Trennwände 26 und 27 vor, die die Kammer 24 für das Testmaterial von einer Dampfkammer 25 trennen.
  • Im folgenden wird das entsprechende Meßverfahren erläutert. Testmaterial in einer Menge von 1 - 10 ml wird in den zylinderförmigenj wärmedichten Glasbehälter 19 mit kreisförmigem Boden eingeführt, in den der Stopfen 28 eingeführt wird. Der Glasbehälter 19 wird in den elektrischen Ofen 1 der eigentlichen Temperaturmeßvorrichtung eingesetzt und sodann wird das Therroelement 5 für die Temperaturmessung durch den einsatz 20 zwecks entsprechender Befestigung eingeführt. Sodann wird der Zahler 21 an die Oeffnung 22 angeschlossen und ein Erhitzen durch den Elektroofen 1 durchgeführt. Das Testmaterial wird am Sieden gehalten, bis dasselbe kontinuierlich zurückfliept, und es wird eine flüssige und dampfförmige Phase bei der Temperatur des Siedepunktes durch das Thermoelement 5 für die Temperaturmessung festgestellt. Das Ergebnis wird durch das Blektrometer 5 angezeigt und sodann automatisch durch die Aufzeichnungs vorrichtung 18 aufgezeichnet. Wenn eine Vorspannung angelegt ist, kann gegebenenfalls ein Teil einer beliebigen Temperatur L0-fach für die Aufzeichnung verstärkt werden.
  • (c) Die Fig. 6 zeigt ein Rohr für die Aufnahme des Testmaterials zwecks Messen der Reaktionstemperatur eines kleinen Volumens des Testmaterials. Es ist hier ein zylinderförmiger, wärmedichter Glasbehältermit kreisförmigem Boden gezeigt, in den ein Glasstopfen 27 eingeführt wird. Dieser Stopfen ist mit einem Einlap 20 für das Einführen des Thermoelementes 5 für die Temperaturmessung, einer Oeffnung 22 für das Einführen des Endteils eines Führungsrohrs 21 für inertes Gas, einem Loch 24 für das Einführen eines Rührers 23 und einer Oeffnung für den Anschlup des Kahlers 25 versehen. Im folgenden wird nun die Arbeitsweise für das Messen der Reaktionstemperatur mitgeteilt, Ein zur Reaktion kommendes Material in einer enge von 1 - 5 ml, gegebenenfalls in einem Lösungsmittel gelöst, wärme wird in den zylinderförmigen,
    geedichten
    Glasbehälter 19 mit kreisförmigem Boden eingefUhrt, in den der Glasstopfen 27 eingefühi Wird. Dieser Behälter 19 wird in dem elektrischen Ofen der eigentlichen Temperaturmepvorrichtung eingeführtS sowie das Thermoelement 5 für die Temperaturmessung durch den Einlaß 20 eingeführt, Sodann wird der Kühler 25 über die Oeffnung 26 angeshhlossene Es erfolgt sodann allmählich ein Erwärmen durch den Eltktroofen 1, wobei gegebenenfalls Stickstoff eingeftiit wird und die Temperatur bei einem konstanten Wert gehalten wird0 Dem Teatmaterial wird das ur Reaktion kommende Material in einer Menge gleich oder dem 1,5-fachen der letzteren zugesetzt, so dap das Destmaterial vermittels 2itihren mit dem Rührer 23, gegebenenfalls unter Stickstoffatmosphäre zur Reaktion gebracht werden kann. In dieser Weise wird dem Reaktionsrohr eine besonders geeignete Temperatur für das durch führen der Reaktion vermittels. Die Temperatur und Temperaturveränderungen für das Erhitzen oder die Wärmeabsorption des Testmaterials werden durch das Wulstteil 5' an dem oberen Ende des Thermoelementes 5 festgestellt, wobei eine anzeige durch das Blektrometer für die Temperaturmessung erfolgt und gegebenenfalls ein Anschlup an die Aufzeichnungsvorrichtung 18 für ein Aufzeichnen erfolgen kann.
  • (d) Die Fig. 7 zeigt ein Rohr für die Aufnahme von testmaterial zwecks Messen der Reaktionstemperatur einer Dampf-förmigen oder flüssigen Phase eines kleinen Volumens an Testmaterial unter Druck (anter 300 kg/cm2). Es ist hier ein zylinderförmiger aus rostfreiem Stahl gefertiger Behälter 19 mit dicker Wandung mit einem kreisförmigen Boden gezeigt, in den ein Stopfen 26 eingeführt ist. Dieser Stopfen weist ein Thermoelement 5 auf, das zuvor mit rostfreie Stahl abgedeckt worden ist. Es liegt ein Einlaß 23 für das Einführen eines Rührers 22 vor, der eine Feder 21 an seinem unteren Ende aufweist und weiterhin sind zwei Gaseinführungsrohre 24 und 25 vorgesehen. Im folgenden wird die Arbeitsweise für einen Betrieb dieser Vorrichtung unter Druck anhand einer Ausführungsform erläutert, bei der eine Reduktion mit Wasserstoff erfolgt.
  • Es wird Testmaterial in einer Menge von 10 ml, das gegebenenfalls in einem Lösungsmittel gelöst ist und gegebenenfalls unter Anwenden eines Katalysators, z.B. Rane-Nickel, in diesen Behälter 19 aus rostfreiem Stahl eingeführt, sowie der Stopfen 26 luftdicht befestigt und sodann der Behalter in den elektrischen Ofen eingesetzt. Sodann erfolgt ein allmähliches Erwärmen und Rühren des Testmaterials vermittels der Feder 21 des Rührers 22 unter Druck, und es wird Wasserstoff durch das Rohr 24 oder 25 für die Reduktion des Materials eingeführt. Die Reaktionstemperatur wird in diesem Fall durch das Thermoelement 5 festgestellt, durch das Elektrometer 5 angezeigt und durch die Aufzeichnungsvorrichtung 18 aufgezeichnet0 In dem Fall, wo eine Reaktion in der Dampfphase des Testmaterials erfolgt, wird der Rührer 22 entfernt und anstelle dessen ein einen Katalysator aufweisendes netz eingeführt, so das die Gasreaktion in Gegenwart eines derartigen Katalysators durchgeführt werden kann. Die Reaktionstemperatur des Testmaterials unter =ruck wird durch das Thermoelement 5 für die Temperaturmessung festgestellt, durch das Elektrometer 6 angezeigt und sodann durch die Aufzeichnungsvorrichtung 18 aufgezeichnet. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es weiterhin unumgänglich, dap der Behälterl9 und der Stopfen 26 luftdicht miteinander in Verbindung stehen, so daß während der Reaktion kein Gas austreten kann. Weiterhin liegt der Grenzwert des Drucks bei diesem Verfahren bei etwa 300 kg/cm2.
  • Bezüglich der eigentlichen Temperaturmeßvorrichtung und- der verschiedenen darin angewandten Rohre für die Aufnahme des Testmaterials ist es möglich, ein Thermoelement anstelle eines Thermowiderstandes für die Temperaturmessung anzuwenden. In diesem Fall wird dann durch das Bezugszeichen 5 in den Zeichnungen ein Thermowiderstand angegeben. Insbesondere in den Fall des Messens des Schmelzpunktes, des Verfestigungspunktes und des Siedepunktes einer auperordentlich geringen Menge an Destmaterial unter dem xlektroofen, wie in der Fig. 8 gezeigt, ist dort ein Gebläse für das Zuführen von heiper oder kalter Luft vorgesehen, bestehend aus einem Zuführungsrohr 7', das ein Einführungsloch 7" für Freongas zwecks Kählen aufweist und weiterhin ein ERhitzer 7"' vorgesehen ist, so da direkt auf die Umfangsfläche des Bodens der Rohre kalte oder warme luft aufgebracht werden kann. Zum Zeitpunkt des messens wird das Thermoelement in das Rohr dergestalt eingeführt, dap das untere-Teil des Thermoelementes in einer auerordentlich geringen Menge (z.B. 0,5 mg) des Testmaterials eingebettet sein kann, das in der Kammer des Rohrs vorliegt, welches in den Elektroofen eingeführt wird.
  • Zum Zeitpunkt des Messens des Schmelz- oder tiedepunkteE wird ddr Boden des Rohrs plötzlich durch die erhitzte Luft erwärmt, und zum Zeitpunkt des Messens des Verfestigungspunktes wird ein Abkühlen durch die kühle Luft durchgeführt, so dap das Thermoelement 5 die Temperatur der Wärmeadsorption des Testmaterials zum Zeitpunkt des Schmelzens, die Erhitzungstemperatur des Verfestigungspunktes und ebenfalls die Temperatur während des Siedens feststellen kann.
  • Zrfindungsgemä werden verschiedene Rohre für die ausschliepliche Anwendung der außerordentlich kleinen Mengen oder Volumina an Testmaterial für die verschiedenen Meßzwecke angewandt. Somit kann man in einer einzigen Vorrichtung dieser Art und lediglich durch Ersatz der entsprechenden Rohre für die verschiedenen Meßzwecke den Schmelzpunkt, Vefestigungspunkt und Siedepunkt dee selbst auper-' ordentlich geringer Mengen an Testmaterial feststellen. Weiterhin gelingt es, die Reaktionstemperatur selbst geringervolumina an Testmaterial und ebenfalls die Reaktionstemperatur sowohl gasförmiger als auch flüssiger Phasen unter Druck kn genauer Weise, sowie leicht und kurzzeitig festzustellen, ohne dap man für die Beobachtung das unbewaffnete Auge heranziehen mup. Gegebenenfalls ist es ebenfalls möglich, die Aufzeichnungsvorrichtung für geringfügige Temperaturänddrungen so einzuschalten, daß eine Verstärkung um das 10-fache erfolgt. Die Reproduzierbarkeit der erfindungsgemäß erhaltenen Ergebnisse ist bemerkenswert und zeigt + 0,05°C. Der ebereich der Anwendung findenden Eletrometer ist so ausgelegt, dap derselbe breite Temperaturgrenzwerte umfaßt, wie z.B. -5° # 350°C.
  • Es werden ebenfalls zwei Thermowiderstände für die Temperaturmessung angewandt, und zwar einer für niedrige Temperaturen und der andere für hohe Temperaturen und es kann ebenfalls für dieses Anwendungsgebiet ein Thermoelement vorgesehen werden. Falls ein leicht durch IJuft zersetzbares Material untersucht wird, kann die Untersuchung in Gegenwart von Stickstoff zwecks Verhindern einer derartigen Zersetz@ng ausgeführt werden. Es ist ebenfalls sehr leicht ein Testmaterial in jedes Rohr einzuführen. Der Brfindungsgegenstand findet somit ausgedehnte Nutzanwendung für die Qualitätsuntersuchungen von Materialien,- technische Studien, thermische Analyse, die Feststellung der Reaktionsgeschwindigkeiten, Messung von Molekulargewichten, die quantitative Analyse und dgl,

Claims (7)

  1. Patentansprüche lc Vorrichtung zum Messen der thermischen Eigenschaften sehr geringer Mengen oder Volumina von gestraterial-len, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dap ein elektrischer Ofen (1), ein Thermowiderstand (4) für das Einstellen der Temperatur des elektrischen Ofens (1), ein Wandler, ein Elektrometer (6) für die Temperaturmessung, ein Gebläse (7) und verschiedene Rohre für das Teetmaterial in einer geeigneten Größe für das Einführen in den elektrischen Ofen (1) vorgesehen sind.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n et, da die Vorrichtung für das Messen des Schmelzpunktes, des Verfestiaungspunktes und des Siedepunktes von Testmaterialien vorgesehen ist, das Rohr für die Aufnahme des Testmaterials auf einen wärmedichten Glasbehälter (20) mit einer Kammer (19) für die Aufnahme des Testmaterials an dem unteren 3nde desselben besteht, ein zylinderförmiges inneres Rohr (24),ein Einführungsloch (21) für die Aufnahme eines Bauelementes zwecks Temperaturmessung aufweist.
  3. 3. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß dieselbe für das Messen der Reaktionswärme auch unter Druck vorgesehen ist, und für Messungen von Testmaterialien, die gegenUber Sauerstoff empfindlich sind, ein Einführungsrohr (22) für inertes Gas und ein L och (23) für das b'inführen desselben in den Glasbehälter (20) vorgesehen ist.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der vorangehendet Ansprüche, dadurch g e ke n n z e i c h n e t , dap ein Wulstteil (51) des Thermoelementes (5) in dem Testmaterial zwecks Festlegen einer bestimmten Lage ein ge- bettet ist, sowie gegebenenfalls eine Aufzeichnungsvorrichtung (18) für ein Anschlup an das Elektrometer (6) vorgesehen ist, um so automatisch Schmelz-, Verfestigungs- und Siedekurven aufzuzeichnen.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dap der Glasbehälter (19) einen kreisförmigen Boden aufweist, in den ein zylinderförmiger, einen Schlitz aufweisender Glasstopfen (28) eingesetzt ist, dieser Stopfen einen Einlap (20) für das Einführen des Thermoelementes (5) aufweist, eine Oeffnung (22) für den Anschlup an einen Kühler (21) und eine Oeffnung (?3) für den Anschluß einer Fraktionierkolonne vorgesehen ist, sowie gegebenenfalls durch Trennwände (26, 27) eine Unterteilung in eine Kammer (24) für die Aufnahme des Testmaterials und eine Dampfkammer'(25) erfolgt.
  6. 6. Vorrichtung nach einen der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Loch (24) für das Einführen eines Rührers (23) und eine Oeffnung für einen Anschlup eines Kühlers (25) vorgesehen ist.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e ic h n e t , dap ein Einführungsrohr (7') für das Einführen von Freongas zwecks Kühlen und ein Erhitzer (7tt t) vorgesehen sind, um so über ein Gebläse ein Abkühlen oder Erwärmen durchzuführen.
DE19651573147 1964-12-05 1965-12-06 Verfahren und Vorrichtung zum Messen der thermischen Charakteristika ausserordentlich geringer Mengen oder Volumina an Testmaterial Pending DE1573147A1 (de)

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