热分析仪原理及应用(2007.9)-1

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1、热分析仪原理及应用林芬2011.9§1热分析的发展简史公元前600年～18世纪与热有关的相转变现象的早期历史阶段1887年LeChatelier利用升温速率变化曲线来鉴定粘土1899Roberts-Austen提出温差法1903年Tammann首次使用热分析这一术语1915年本多光太郎奠定了现代热重法的初步基础，提出热天平这一术语1945年首批商品热天平生产本世纪60年代初开始研制和生产较为精细的差热分析仪1964年Waston提出差示扫描量热法1979年中国化学会溶液化学、化学热力学、热化学和热分析专业委员会成立。1980年

2、在西安召开第一届热化学、热力学和热分析学术讨论会，第二次会议1984年在武汉召开，之后逢双年召开。§2热分析的定义与分类（一）定义热分析（Thermalanalysis）热重法（ThermogravimetryTG）差热分析（Differentialthermalanalysis，DTA）（二）热分析的分类测定的物理量方法名称简称质量热重法TG逸出气检测EGD逸出气分析EGA放射热分析热微粒分析温度差热分析DTA热量差示扫描量热法DSC尺寸热膨胀法力学量热机械分析TMA§3热分析的基本特征与数据报道1.采用热分析技术（TG、D

3、SC、DMA、TMA）仅用单一试样就可在很宽的温度范围内进行观测,依此种方式按所谓非等温动力学来求解动力学参数是很方便的。2.仅需少量试样（0.1μg～10mg）#3.可以在静态或动态气氛、以及特殊气氛进行测量。4.完成一次实验所需的时间，从几分钟到几小时。#5.热分析结果受实验条件的影响。应按照有关标准的规定来选择实验条件。如果有的方法还未制定相应的标准，应充分考虑其原理和确定这些方法的基本假定，选择合理的实验条件。热分析的数据报道1.一般性要求用确切的名称、化学式标明所有物质说明所有物质的来源、详述其热历史、预处理和化学纯

4、度清楚阐明试样在反应期间的温度程序标明气氛的压力、组成和纯度。说明试样的尺寸、几何形状和用量以温度或时间示明横坐标，自左向右表示增加2.对DTA或DSC的补充说明纵坐标表示温差ΔT或热流速率dQ/dt。对于DTA和热流型的DSC曲线，放热峰向上，表示试样对参比物的正偏差；吸热峰向下，为负温差。而对功率补偿DSC曲线，则吸热向上，为正偏差。单位分别为μV（DTA)和mJ.s-1(DSC)3.对TG的补充说明纵坐标表示质量变化或质量变化速率§4常用热分析仪器（一）热重法（TG）1.基本结构计算机或绘图仪试样和坩埚温度程序器微量天平

5、炉子2.联用测量TG-DTA（TG-DSC)联用TG-MSTG-FTIRTG-GC3.炉子的加热线圈镍铬（T<1300K）铂（T<1300K）铂－10％铑（T<1800K)特殊情况：红外线加热炉4.气氛静态气氛动态气氛TG测量使用的气体有：Ar，Cl*2，CO2，H2，HCN*，H2O，N2，O2和SO2*。（二）差热分析（DTA)与差示扫描量热法（DSC)1.热流式DSC（定量DTA）2.DTA曲线3.特点DSCvsDTA工作原理的差别（三）热机械法1.热机械分析（TMA)2.动态热机械分析（DMA)（四）热膨胀法§5热分析

6、与其它分析方法的联用（一）热显微镜法DSC－RLIDSC-TLI（二）X－射线衍射－DSC（三）逸出气分析（EGA)1.DTA(DSC)－EGD联用热分析仪2.TG－DTA－GC3.TG-DTA-MS联用热分析仪4.TG-FTIRTG-EGD-EGA联用的各种分析流程TG、DTA、DSC或TG-DTA逸出气EGDEGA热导检测器（TCD)在线联用连续采样间歇采样MSFTIR其他方法GCIRMS不在线联用间歇采样§6热分析仪的温度与灵敏度标定1.DSC温度校正2.DSC灵敏度校正灵敏度校正的意义，就是找到热电偶信号与热流功率的换

7、算关系，即灵敏度系数μV/mW对于高温DSC，用于温度及灵敏度校正的标样No样品纯度〔％〕熔融温度T（oC）熔融热焓ΔH(J/g）1In99.99156.6-28.62Sn99.99231.9-60.53Bi99.999271.4-53.34Zn99.999419.6-107.55Al99.999660.3-397.06Ag99.99961.8-107.07Au99.9991064.2-63.78Ni99.991455-299.8对于高温DSC，如果采用铂铑坩埚来测量，提供如下标样C6H5C6H569.2oC-120.4J/g

8、C6H5COOH122.3oC-147.3J/gRbNO3164.2oC-26.6J/gKCLO4300.8oC-104.9J/gAg2SO4426.4oC-51.7J/gCSCl476.0oC-17.2J/gK2CrO7668oC-38.9J/gBaCO3808oC-94.