고압 TGA (High Pressure TGA)
고압 TGA (High Pressure TGA) 란 무엇인가요?
고압 TGA (High Pressure TGA)의 개념
- 고압 TGA(High Pressure TGA)는 고온·고압 가스 분위기에서 시료의 질량 변화를 측정하는 열중량분석(Thermogravimetric Analysis) 기법입니다.
- 온도 변화에 따른 질량 변화뿐 아니라, 압력과 반응 가스의 영향을 함께 고려하여 실제 공정 조건에 가까운 열적· 화학적 거동을 평가할 수 있습니다.
왜 고압 조건에서 TGA 분석이 중요한가?
- 고압 환경에서는 시료와 가스 간의 접촉 빈도와 반응 속도가 크게 증가합니다.
- 그 결과 대기압 조건에서는 관찰이 어려운 흡착·탈착, 산화·환원, 분해· 반응이 보다 짧은 시간 안에 명확하게 나타납니다.
- 고압 TGA는 이러한 반응을 실험실 규모에서 안전하고 정밀하게 재현할 수 있습니다.
모델 THEMYS HP : 고압 실험용 High Pressure TGA
최대 1,200 °C / 150 bar 고온 고압 제어
- THEMYS HP는 최대 1,200 °C, 150 bar까지 제어 가능한 고압 열중량분석기(TGA)로,
- 고온·고압 가스 분위기에서 시료의 질량 변화, 반응 거동, 흡착 탈착 특성을 정밀하게 평가할 수 있습니다.
고온· 고압 안정 운용을 위한 가열 및 계량 구조
- 시료 온도는 알루미나 튜브로 보호되는 백금(Pt) 기반 가열 요소로 제어됩니다.
- 동일한 가열로와 저울이 최대 1,200 °C / 150 bar 전 범위를 커버하므로,
- 샘플이나 시험 조건에 따라 가열로를 반복 교체할 필요가 없습니다.
저압·고압 전 구간 대응 이중 배압 조절 시스템 모델THEMYS HP에는
- 저압 영역: 1 ~ 6 bar
- 고압 영역: 6 ~ 150 bar
에서 시험 압력을 안정적으로 제어하기 위한 이중 배압 조절 장치가 장착되어 있습니다. 이를 통해 압력 변화에 따른 질량 거동을 높은 재현성으로 측정할 수 있습니다.
모델 템이스 HP (=THEMYS HP) – 측정 샘플 및 응용 분야
1. 금속 수소화물·수소 저장 소재
- 예: MgH₂, LaNi₅ 등
- 수소 흡착/탈착 등온·등압 테스트 (10–150 bar)
- 흡·탈착 속도, 가역성, 반복 사이클 안정성 평가
2. MOF / COF 다공성 탄소 소재
- CO₂ / CH₄ / H₂ 흡착 아이소섬 측정
- 압력 스텝 프로그램 기반 흡착–탈착 사이클링
- 흡착제 스크리닝 및 성능 비교에 유리
3. 배터리 소재 (전극·전해질)
- 산화 환원 분위기에서 가스 발생·흡착량 정량 분석
- 압력 조건에 따른 열적·화학적 거동 평가
배터리 내부 압력 환경 참고 (셀 구조 및 조건에 따라 달라질 수 있으며, 단순 참고용 수치입니다.)
- 고온 장기 저장: 최대 ~5 bar
- 과충전 전해질 분해: 최대 ~30 bar
- 열폭주 시 순간 최대 ~100 bar
고압 TGA, 모델 Themys HP ; 최대 1,200℃ 150bar
위 영상은 THEMYS 패밀리(… ) 개요를 보여주는 공식 소개 영상 입니다.
KEP Technologies 그룹 SETARAM 브랜드의 열분석기 입니다.
SETARAM의 한국대리점은 한미산업 입니다.
- 연구설계영업 사이트 : 스위스 제네바 근교
- 제조사이트 : 프랑스 리옹
- 모델명 : THEMYS
- 한국대리점 : 한미산업
모델 THEMYS HP 사양 :
1. 고온·고압 실험 성능
- 단일 가열로로 최대 1,200 °C / 150 bar 구현
- 실제 공정 환경을 실험실 조건에서 정밀하게 재현
2. 높은 정확도와 뛰어난 범용성
- TGA 분석에 최적화된 행잉형 대칭 빔 밸런스 구조
- 시료 질량 변화를 연속적으로 정밀 측정
- TGA 신호의 배경 노이즈 및 드리프트 최소화
- 가스–시료 간 상호작용 향상으로 반응·흡착 거동을 정확히 분석
3. 내장형 안전 설계
- 유럽 압력장비지침 PED 2014/68/EU 완전 준수
- (비폭발성 · 비가연성 · 비독성 Group 2 가스 대응)
고압 TGA – 모델 THEMYS HP – 내부 구조
고온·고압 TGA 실험을 위해 설계된 THEMYS HP의 내부 구조는 정밀 계량, 열 제어, 압력 안전성을 하나의 시스템으로 통합합니다.
1. 고온·고압 반응 챔버
- 최대 1,200 °C / 150 bar 조건을 안정적으로 구현하는 밀폐형 반응 공간으로,
- 실제 공정 환경과 유사한 조건에서 열중량분석(TGA)을 수행할 수 있습니다.
2. 행잉형 대칭 빔 밸런스 (TGA 전용 저울 구조)
- TGA 분석에 최적화된 행잉형(hang-down) 대칭 빔 밸런스 구조를 적용하여, 시료 질량 변화를 연속적으로 측정하고
- 신호 노이즈 및 베이스라인 드리프트를 효과적으로 억제합니다.
- 베이스라인 드리프트는 실제로 시료의 질량 변화가 없는데도, 측정된 질량 신호가 시간이나 온도에 따라 서서히 변하는 현상.
3. 백금 기반 가열 요소
- 고온 영역에서도 안정적인 열 제어가 가능한 백금(Platinum) 기반 가열 요소를 사용하여, 균일한 온도 분포와 높은 측정 재현성을 제공합니다.
- 시료 가열부에 백금 기반 가열 요소를 적용하여, 고온·고압 조건에서도 화학적·전기적으로 안정적인 온도 제어를 구현합니다.
- 1,200 °C 이상의 고온에서도 산화나 열화가 거의 없으며, 반복적인 가열·냉각 사이클에서도 특성 변화가 매우 작습니다.
- 온도 변화에 따른 전기 저항 특성이 선형에 가까워, PID 제어 알고리즘이 정확하게 작동하고 온도 재현성이 뛰어납니다.
- 또한 산화·환원 등 반응성 가스 분위기에서도 장기간 안정적으로 사용 가능하며,
- 고압 가스 조건에서도 가열 성능과 제어 특성이 일관되게 유지됩니다.
4. 알루미나 보호 튜브
- 가열 요소는 알루미나(Al₂O₃) 튜브로 보호되어
- 고온·고압 조건에서도 장시간 안정적인 운전이 가능합니다.
5. 시료 홀더 및 온도 측정 위치
- 시료 바로 하부에서 온도를 측정하는 구조로 설계되어,
- 실제 시료 온도를 정확하게 반영한 열중량 데이터를 확보할 수 있습니다.
6. 고압 가스 유입·배출 및 압력 제어 라인
- 반응성·비반응성 가스를 정밀하게 제어할 수 있는, 고압 가스 유입·배출 시스템과 압력 제어 라인을 내장하여,
- 산화 환원 흡착 탈착 실험에 유연하게 대응합니다.
7. 안전 설계 (PED 규격 준수)
- 유럽 압력장비지침 PED 2014/68/EU를 충족하도록 설계된 구조로,
- 비폭발성·비가연성·비독성 Group 2 가스 조건에서
- 고온·고압 TGA 실험을 안전하게 수행할 수 있습니다.
SETARAM 일반 TGA 최대 1,100 ℃ => 세타람 웹사이트
한미산업
1999년 개업 이후, 지난 30여년간
- Tribology(마찰/마모/윤활/CMP 연마), 스크래치, 고온 경도계, 베어링 시험기 : 미유럽 일본의 유명 제조공급사인 BRUKER, PHOENIX Tribology, TABER, SHINTO Heidon, INNOWEP, AMTEC, TRICO사.
- 열분석기(DSC,TGA,STA,TMA), 고온진공로 : 스위스 KEP 그룹의 SETARAM SETSAFE, 미국 MRF사, 일본 ENEOS MATERIALS사의 수지 열경화 시험기 등
최첨단 장비들을 국내에 소개 및 판매 기술 지원하여 왔으며, 또한 이기술을 바탕으로 일부 품목 제조를 통하여 국산화에도 노력하여 왔습니다. 앞으로도 더욱 노력하여 국내 기술 발전에 이바지 하도록 하겠습니다.
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