Dilatometría: medición de la expansión térmica y las transiciones de sus materiales
La dilatometría es una técnica de análisis térmico que se utiliza para medir los cambios dimensionales de un material en función de la temperatura. Permite determinar propiedades físicas clave como el coeficiente de dilatación térmica lineal (CTE), la temperatura de transición vítrea (Tg)puntos de fusión y deformación. Ampliamente utilizada en las industrias de materiales, plásticos, embalaje, aeroespacial y médica, la dilatometría es una herramienta esencial para predecir el comportamiento termomecánico en condiciones reales.
¿Qué es la dilatometría?
La dilatometría consiste en medir con precisión los cambios dimensionales de una muestra al someterla a un aumento o disminución de temperatura . Estas variaciones, vinculadas a la agitación térmica de los átomos, permiten determinar el comportamiento termomecánico del material
Dependiendo del tipo de análisis la dilatometría puede ser:
- Lineal : variación de la longitud en función de la temperatura.
- Volumétrico : variación en el volumen, para ciertos materiales específicos.
- Comparativo o absoluto, dependiendo de si existe o no un estándar.
La dilatometría se realiza generalmente utilizando un analizador termomecánico (TMA) en modo dilatométrico.
Cómo funciona la dilatometría
La muestra se somete a un programa térmico controlado (calentamiento o enfriamiento) y se coloca entre dos sensores, uno de los cuales mide el cambio de tamaño.
Las condiciones experimentales pueden incluir:
- Rangos de temperatura : normalmente de -150 °C a +1600 °C, dependiendo del instrumento.
- Medio de análisis : aire, gas inerte (nitrógeno, argón)
- Carga aplicada : baja, constante o variable (análisis en expansión libre o bajo tensión).
- Velocidad de calentamiento : ajustable para revelar las transiciones térmicas.
Los resultados se presentan como curvas de expansión y permiten calcular:
- El coeficiente de dilatación térmica lineal (CTE)
- La temperatura de transición vítrea (Tg)
- El de ablandamiento o fusión
- Los fenómenos de contracción, agrietamiento o cambios estructurales
Características técnicas de la dilatometría
- Resolución dimensional : hasta 0,1 µm
- Rango de temperatura ampliado : de -150 °C a +1600 °C
- Control de la atmósfera : aire, nitrógeno, argón, vacío
- Método no destructivo
- Diversas muestras : barras, películas, pastillas, polvos aglomerados
- Normas aplicables : ISO 11359, ASTM E831, ISO 20340, ICH Q2(R1)
¿Para qué matrices?
La dilatometría es adecuada para muchos tipos de materiales, en particular aquellos cuyo rendimiento depende de su estabilidad dimensional en función de la temperatura :
Principales aplicaciones industriales
La dilatometría se utiliza en investigación y desarrollo, control de calidad, análisis de productos y validación de materiales en diversos sectores. Por ejemplo:
Léa Géréec
Experto técnico y científico
