DVS Carbon을 활용한 함수량(Moisture content) 측정 방법
DVS 시험을 통해 25℃, RH 26% 환경을 가정하여 소재의 함수량을 측정하는 방법
소재의 함수량 측정 개요
함수율(Moisture Content)은 다양한 소재의 보관 안정성, 흡습 특성, 가공 적합성 등을 평가하는 데 중요한 지표입니다. 특히 MCC 분석 서비스인 DVS Carbon 분석을 활용하면 함수율을 정밀하고 신뢰성 있게 분석할 수 있는데요. 이번 포스팅에서는 특정 온도 및 습도 조건에서 소재의 함수율을 정확하게 측정하는 방법을 소개해 드리겠습니다.
→ 링크: MCC DVS 분석 ←요금과 방법 확인하기
DVS 함수율 분석 개요
함수량 분석에 앞서 중요한 부분은 어떤 조건을 설정할 것인지 결정하는 부분인데요. 온도와 습도 등 환경에 따라 함수량은 달라지기 때문입니다. 따라서 실제 분석을 할 때는 소재와 환경을 고려한 조건을 설정하시는 것이 좋습니다. 이번 포스팅에서는 날씨 정보를 참고하여 온도 25℃, 상대습도 RH 26%를 가정하여 진행했습니다.
시험 개요 및 조건
- 장비: DVS Carbon (Surface Measurement Systems)
- 시료: 실리카겔
- 온도: 25℃
- 습도 조건: RH 26%에서 평형 → 150℃에서 건조
- 측정 항목: 질량 변화량 → 함수율 계산
주의 사항
완전 건조를 위해 시료를 가열하는 과정이 포함됩니다. 시료가 손상 및 변형이 일어나지 않도록 적절한 건조 온도와 시간을 설정합니다.
※분석 조건 상세
단계(Step) | 설정 | 조건 | 내용 |
---|---|---|---|
Step 1 | RH 26% | dm/dt 0.005% 미만 | 질량이 포화될 수 있도록 충분히 유지 |
Step 2 | RH 0% / 150℃ 가열 | 30분간 가열 | 완전 건조 |
Step 3 | 25℃ / RH 0% | 90분간 냉각 | 온도에 따른 질량 보정값 변화로 25℃까지 냉각 필요 |
위 조건을 통해 분석을 진행하면 아래와 같은 결과를 얻을 수 있습니다. 분석 결과를 통해 어떻게 함수율을 측정할 수 있는 지 알아보겠습니다.
실제 데이터를 통한 함수량(함수율) 측정
위 방법을 따라 분석을 진행하면 다음과 같은 질량 변화 그래프를 얻을 수 있고, 해당 결과는 다음을 의미합니다.
- 초기 RH 26% 환경에서는 수분을 흡수하며 질량이 증가합니다.(검은색)
- 가열 온도(붉은색)의 증가에 따라 질량이 감소합니다.
- 냉각되며 온도 변화로 인해 질량 곡선이불안정한 상태에서 천천히 안정화 됩니다.
Moisture Content Analysis under Controlled Humidity

그래프는 직관적으로 표시가 되어 있기 때문에 큰 어려움 없이 해석할 수 있습니다. 이제 이 결과에서 소재의 함수량을 측정할 수 있습니다. 다음의 그래프를 보겠습니다.
DVS 분석을 통한 소재의 함습량 측정 방법

이 그래프를 참고하면 쉽게 함수량을 구할 수 있습니다. 포화된 이후의 질량과 건조 후 냉각이 완료 되었을 때 질량을 비교하면 함수량을 측정할 수 있는 것인데요. 다음의 공식을 사용하면 쉽게 함수율을 확인할 수 있습니다.
함수율 측정 공식
이번 분석에서의 질량 변화는 다음과 같기 때문에 해당 조건에서의 함수율은 아래 표와 같이 구할 수 있습니다.
※결과 요약
구분 | 내용 | 측정 값 |
---|---|---|
m₁ | RH 26% 포화 | 14.5057 (mg) |
m₂ | 건조 후 질량 | 12.9157(mg) |
함수율 | 12. 31 (%) |
이처럼 DVS Carbon을 활용하면 간단하면서도 정밀하게 함수율을 측정할 수 있다는 장점이 있습니다.
다만, 이 분석은 장비 내부의 설정된 조건에서 수행되는 것이므로, 같은 온도와 습도 조건이라 하더라도 실제 시료의 보관 환경에 따라 함수량에는 차이가 발생할 수 있습니다.
따라서 분석을 진행할 때는 기준 조건에 맞추기보다는, 여유를 두고 보수적인 조건으로 설정하는 것이 보다 신뢰성 있는 결과를 얻는 데 도움이 됩니다.
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