El análisis térmico diferencial (DTA) ocurre cuando dos sustancias se exponen a las mismas temperaturas y cambios térmicos a lo largo del tiempo. La prueba normalmente incluye una sustancia de referencia, de la que se conoce su comportamiento en las condiciones de temperatura aplicadas. Otra sustancia está sujeta a las mismas temperaturas y tasas de cambio que la referencia. La muestra puede absorber calor, lo que generalmente significa que está más fría que la referencia, o emitir calor cuando está más caliente que el primer material. Con los datos que se trazan, los investigadores pueden determinar cómo reaccionan materiales específicos a ciertas temperaturas, así como a lo largo del tiempo.
Los materiales de referencia normalmente no se funden ni se congelan; necesitan permanecer en un estado estable para que el experimento funcione. A menudo, se realiza una técnica de análisis térmico diferencial colocando cada material en un recipiente separado. Cada contenedor suele estar en una cavidad separada en el mismo espacio. Los instrumentos llamados termopares se utilizan generalmente para registrar las diferencias de temperatura entre ambos materiales. Los termopares pueden detectar un cambio de fase, como fusión o vaporización, como señal.
Otro método de análisis térmico diferencial puede ser el uso de bandejas conductoras, con termopares adheridos a ellas, dentro de un horno. Ambos materiales se calientan más a menudo por igual con el tiempo cuando el DTA se lleva a cabo de esta manera. Los resultados de la prueba se registran típicamente usando una curva DTA. Se pueden graficar las diferencias de temperatura entre los materiales o un cambio de temperatura a lo largo del tiempo. El gráfico a menudo visualiza el calor latente de transición que ocurre mientras una sustancia cambia de un estado a otro; esto generalmente hace que la temperatura de la muestra sea temporalmente menor que la de referencia.
El análisis térmico diferencial a menudo implica probar muestras a temperaturas más altas que otras formas de análisis térmico. Puede realizarse con materiales como metal, cerámica, vidrio y cerámica. Los materiales de referencia que se utilizan a menudo incluyen carburo de silicio y aluminio. Los patrones de referencia líquidos a veces incluyen aceite de silicona.
La tecnología del siglo XXI ha combinado el análisis térmico diferencial con la capacidad de detectar pérdidas de masa de material y cambios de temperatura. Los programas de software pueden monitorear automáticamente el proceso y registrar las mediciones. Antes de una prueba, los instrumentos para el análisis térmico diferencial generalmente deben calibrarse. Un procedimiento de calibración separado ejecuta materiales que se sabe que responden de una manera particular en rangos de temperatura dados. Las regulaciones locales y regionales pueden guiar el proceso de calibración para el análisis térmico diferencial en aplicaciones farmacéuticas, alimentarias o ambientales.