Термографией, или термическим анализом называют методы обнаружения и исследования фазовых и структурных превращений по их тепловым эффектам. Термический – значит связанный с теплом, тепловой энергией. Тепловая энергия вещества представляет собой кинетическую энергию теплового движения – непрерывного хаотического движения атомов и молекул. Закономерности тепловой энергии изучает термодинамика. Фактически термический анализ – это раздел материаловедения, изучающий изменение свойств материалов при изменении их температуры.

В основе всех методов термического анализа лежит наблюдение за материалом и измерение его характеристик в условиях программированного изменения температуры.

В зависимости от того, какое свойство материала и как определяется, различают несколько методов термического анализа. Рассмотрим дифференциальный термический анализ (ДТА). Этот метод предложил В. Робертс-Остен в 1891. Суть заключается в нагревании (охлаждении) исследуемого объекта вместе и в одних и тех же условиях с веществом – эталоном, которое в условиях опыта не имеет превращений. Для повышения равномерности нагрева образец и эталон помещают в массивный металлический блок (печь), обычно представляющий собой цилиндр с симметрично расположенными углублениями для образца и эталона (рис. 1). Блок закрывается крышкой с отверстиями для термопар. Материал блока не должен иметь фазовых превращений.

При равномерном увеличении температуры в печи, температура образца будет увеличиваться до тех пор, пока в нем не начнут происходить изменения, при этом эталон продолжает равномерно греться. Отсюда происходит разность температур, которую указывают приборы (рис. 2).

По дифференциальной кривой более точно определяют температуру превращения. Метод ДТА позволяет получить кроме температур превращений и другие количественные характеристики этих превращений (например, фазовый состав, теплота реакций). Термический анализ широко применяется при изучении сплавов, минералов и других геологических пород.

Практическое применение методов термического анализа почти не ограничено. За некоторыми исключениями каждое соединение под влиянием нагревания подвергается физическим и химическим превращениям, характерным для данного соединения. Набор количественных характеристик этих превращений можно считать своеобразным «паспортом» соединения и, следовательно, использовать его для качественного и количественного анализа.