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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA 
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE MATERIAIS 
CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS III 
AAnnáálliisseess TTéérrmmiiccaass 
Pr
E
ofessor Paulo A. P. Wendhausen, Dr.-Ing. 
laborado por Guilherme V. Rodrigues e 
Otávio Marchetto. 
 
Índice 
OBJETIVO 
1. Análises térmicas 
2. Termogravimetria (TG) 
2.1 Histórico 
2.2 Definição 
2.3 Aplicações da TG 
2.4 Equipamento 
 2.4.1 Forno 
2.4.2 Programador de Temperatura 
2.4.3 Termopar 
2.4.4 Balança 
2.4.5 Cadinhos 
3. Análise Térmica Diferencial (DTA) e Calorimetria Diferencial de Varredura 
(DSC) 
3.1 Histórico 
3.2 DTA 
3.3 DSC 
3.3.1 DSC de compensação de energia 
3.3.2 DSC de fluxo de calor 
3.4 Aplicações de DTA e DSC 
3.5 Equipamento 
 3.5.1 Cadinhos da DTA 
 3.5.2 Cadinhos da DSC 
3.6 Cálculo da Entalpia 
3.6.1 Linha base 
3.6.2 Medida da entalpia 
4. Dilatometria (DIL) 
4.1 Definição 
4.2 Aplicações da DIL 
4.3 Equipamento 
 4.3.1 LVDT 
4.3.2 Haste 
5. Análise Dínamo-Mecânica (DMA) 
5.1 Definição 
5.2 Módulos de operação 
6. TPP – Laser / Light Flash Analysis 
6.1 Histórico 
6.2 Definição 
6.3 LFA 
6.3.1 Informações necessárias para a caracterização da 
difusividade térmica 
BIBLIOGRAFIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
OBJETIVO 
Este material foi desenvolvido com o intuito de servir como fonte inicial de 
informação referente às análises térmicas, sendo composto por técnicas de análise utilizadas 
no laboratório de análises termofísicas, integrado ao laboratório de Materiais da UFSC, bem 
como técnicas que não fazem parte das aulas práticas de caracterização de Materiais III. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. ANÁLISES TÉRMICAS 
A definição usualmente aceita para análise térmica foi originalmente proposta pelo 
Comitê de Nomenclatura da Confederação Internacional de Análises Térmicas (ICTA) sendo, 
subseqüentemente, adotada tanto pela União Internacional de Química Pura e Aplicada 
(IUPAC) quanto pela Sociedade Americana de Testes de Materiais (ASTM). 
Análise Térmica é um termo que abrange um grupo de técnicas nas quais uma 
propriedade física ou química de uma substância, ou de seus produtos de reação, é 
monitorada em função do tempo ou temperatura, enquanto a temperatura da amostra, sob 
uma atmosfera específica, é submetida a uma programação controlada. 
Esta definição é tão abrangente que garante que todo engenheiro é, em algum 
momento de sua carreira, um termo-analista. Entretanto, esta abrangência confere às 
análises térmicas certas conotações que podem levar a interpretações errôneas. Restringir a 
análise térmica a uma análise química ou de composição seria, por sua vez, limitá-la 
demasiadamente. Desta forma a análise térmica tem seu campo de atuação voltado ao 
estudo de: processos como catálises e corrosões, propriedades térmicas e mecânicas como 
expansão térmica e amolecimento, diagramas de fase e transformações. 
Algumas das principais técnicas termo-analíticas estão resumidas na figura 1. 
 
 
 
 
Termogravi-
metria (TG) 
Análise Termo-mecânica 
(TMA) 
Análise Dilatométrica (DIL) 
Análise Dínamo-Mecânica 
(DMA) 
Mudanças de 
massa devido à 
interação com a 
atmosfera, 
vaporização e 
decomposição. 
dimensões, deformações, 
Propriedades 
termofísicas 
(TPP). Cálculo da 
difusividade 
térmica, 
condutividade 
térmica e Cp 
 
TPP - (Laser / Light 
Flash Analysis) 
(LFA) 
Análise Térmica Diferencial 
(DTA) Calorimetria 
Exploratória Diferencial 
(DSC)
Análises Térmicas 
Mudanças nas 
propriedades 
viscoelásticas e 
transições. 
Processos físicos e 
químicos envolvendo 
variação de energia. 
 
Figura 1 – Algumas das principais técnicas termo-analíticas 
Ocasionalmente o uso de mais de uma técnica termo-analíticas é aconselhável a fim 
de responder completamente e inequivocamente a um problema específico. 
Vários termos são empregados para designar as situações onde mais de uma técnica 
é utilizada. A situação típica, na qual uma nova amostra é usada para cada técnica e cada 
medição é feita em um único ambiente térmico, é referida como “paralela”, já a situação onde 
amostras individuais são usadas em uma atmosfera e ambiente térmico em comum é 
chamada de “concorrente”. 
Condições experimentais de ensaios distintos, como por exemplo a preparação da 
amostra, provocam incertezas nas situações anteriores. 
A alternativa restante é compartilhar não só a atmosfera e o ambiente térmico, mas 
também a amostra. Tal medida leva o nome de simultânea e tem tido grande aplicação, já 
que as possibilidades de utilizar várias técnicas termo-analíticas simultaneamente são 
praticamente infindáveis. 
 
 
 a) Paralela b) Concorrente c) Simultânea 
Figura 2 -Tipos de combinações de métodos 
O compartilhamento da amostra e do ambiente térmico pode tornar impossível a 
otimização das condições de cada medida, sendo então necessário fazer uma concessão. 
Porém, freqüentemente, a base para comparação de resultados de uma técnica para outra e a 
economia em tempo, equipamento e amostra, superam as desvantagens e a possível perda 
de sensibilidade. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. TERMOGRAVIMETRIA (TG) 
2.1 Histórico 
Os componentes básicos da TG existem a milhares de anos. Sepulturas e tumbas no 
antigo Egito (2500 A.C) tem em suas paredes representações esculpidas e pintadas tanto da 
balança quanto do fogo. Entretanto, centenas de anos se passaram antes que estes fossem 
ligados em um processo, sendo então utilizados no estudo do refinamento do ouro durante o 
século XIV. O desenvolvimento da TG moderna foi impulsionado pela determinação do raio 
de estabilidade de vários precipitados utilizados na análise química gravimétrica. Este 
aspecto alcançou seu apogeu sob Duval (1963), quem estudou mais de mil destes 
precipitados e desenvolveu um método analítico automatizado baseado na TG. 
Honda (1915) levou a posterior fundação da moderna TG quando, utilizando uma 
“termobalança”, conclui suas investigações em MnSO4.H2O, CaCO3, e CrO3 com uma 
declaração modesta, “Todos os resultados dados não são inteiramente originais; a presente 
investigação com a termobalança tem, entretanto, revelado a exata posição da mudança da 
estrutura e também da velocidade das mudanças nas respectivas temperaturas”. 
Outras termobalanças, até mesmo mais antigas, foram construídas por Nernst e 
Riesenfeld (1903), Brill (1905), Truchot (1907), e Urbain e Boulanger (1912). O primeiro 
instrumento comercial em 1945 foi baseado no trabalho de Chevenard e outros. (1954). A 
maioria das termobalanças, exceto a desenvolvida por Chevenard, foram desenvolvidas por 
investigadores individuais. O derivatógrafo, desenvolvido por Erdey e outros. (1956), 
introduziu a medição simultânea da TG/DTA. Garn (1962) adaptou com sucesso a balança 
gravadora Ainsworth para a TG até 1600 ºC em várias atmosferas controladas. Similarmente, 
uma balança Sartorius foi modificada para TG incluindo mudanças automáticas de peso. O 
advento da balança automática moderna começou com a introdução da eletrobalança por 
Cahn e Schultz (1963). Esta balança tem uma sensibilidade de 0,1 µg e a precisão de 1 parte 
em 105 de mudança de massa. 
 
2.2 Definição 
Termogravimetria é a técnica na qual a mudança da massa de uma substância é 
medida em função da temperatura enquanto esta