現(xiàn)代分析測試技術(shù) 熱分析技術(shù).ppt

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1、補充內(nèi)容二熱分析技術(shù)ThermalAnalysis11887年，法（德）國人第一次用熱電偶測溫的方法研究粘土礦物在升溫過程中的熱性質(zhì)的變化。1891年，英國人使用示差熱電偶和參比物，記錄樣品與參照物間存在的溫度差，大大提高了測定靈敏度，發(fā)明了差熱分析（DTA）技術(shù)的原始模型。1915年，日本人在分析天平的基礎(chǔ)上研制出熱天平，開創(chuàng)了熱重分析(TG)技術(shù)。1940-1960年，熱分析向自動化、定量化、微型化方向發(fā)展。1964年，美國人在DTA技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)明了示差掃描量熱法(DSC),Perkin-Elmer公司率先研制了

2、DSC-1型示差掃描量熱儀。1、熱分析的起源一概述國際熱分析協(xié)會(InternationalConfederationforThermalAnalysis---ICTA)曾于1977年對熱分析技術(shù)下了如下定義:熱分析是在程序控制溫度下測量物質(zhì)的物理性質(zhì)與溫度關(guān)系的一類技術(shù)。指物質(zhì)的質(zhì)量、溫度、熱量、尺寸、機械特征、聲學(xué)特征、光學(xué)特征、電學(xué)特征及磁學(xué)特征的任何一種指線性升溫、線性降溫、恒溫等指試樣本身，也可指試樣的反應(yīng)產(chǎn)物熱分析法的核心就是研究物質(zhì)在受熱或冷卻時產(chǎn)生的物理和化學(xué)的變遷速率、溫度以及所涉及的能量和質(zhì)量變化。

3、2、定義34、應(yīng)用測量和分析材料在溫度變化過程中的物理變化（晶型轉(zhuǎn)變、相態(tài)變化和吸附等）和化學(xué)變化（脫水、分解、氧化和還原等）。3、特點：1.溫度的變化是受程序控制的；2.能很簡便地測定因溫度變化而引起材料物性改變的方法。4國際熱分析協(xié)會確認(rèn)的熱分析技術(shù)5、分類9類17種熱分析的四大支柱(ICTA)5最常用的三種熱分析法1熱重分析法TG（Thermo-gravimetry)（微商熱重分析法DTG（DerivativeThermogravimetry)2差熱分析法DTA(DifferentialThermalAnalys

4、is)3示差掃描量熱分析法DSC(DifferentialScanningCalorimetry)6二、熱重法(Thermo-gravimetry，TG)1.定義在程序控溫下，測量物質(zhì)的質(zhì)量與溫度或時間的關(guān)系的方法，通常是測量試樣的質(zhì)量變化與溫度的關(guān)系?？販胤椒ǎ荷郎胤ā⒑銣胤ㄉ郎胤ǎ簞討B(tài)法在程序升溫下，測定物質(zhì)質(zhì)量變化與溫度的關(guān)系。恒溫法：靜態(tài)法在恒溫條件下，試樣質(zhì)量變化隨時間變化的函數(shù)關(guān)系7STA449C熱分析儀2.儀器基本結(jié)構(gòu)由精密天平、加熱爐及溫控單元組成。3.基本原理高溫爐熱電偶溫控單元天平基本原理:待測物置

5、于耐高溫容器中，此容器被置于一具有可程式控制溫度的高溫爐中，上端被懸掛在一個具有高靈敏度及精確度的天平上。在加熱或冷卻的過程中，由于待測物會因為反應(yīng)導(dǎo)致重量的變化，這個因溫度變化造成的重量變化可以由天平測量獲得。94.熱重分析曲線TG曲線：DTG曲線：一次微分4.1、熱重曲線(TG曲線)：質(zhì)量變化對溫度的關(guān)系曲線縱坐標(biāo)：重量---由上到下質(zhì)量減少橫坐標(biāo)：溫度或時間---從左到右增加熱重曲線中，水平部分表示重量恒定，曲線斜率發(fā)生變化的部分表示重量的變化根據(jù)熱重曲線上各步失重量可以簡便地計算出各步的失重分?jǐn)?shù)，從而判斷試樣的

6、熱分解機理和各步的分解產(chǎn)物。還可看出熱穩(wěn)定性溫度區(qū)，反應(yīng)區(qū)，反應(yīng)所產(chǎn)生的中間體和最終產(chǎn)物。例：固體熱分解反應(yīng)：A（固）→B（固）＋C（氣）的典型熱重曲線如圖所示失重百分?jǐn)?shù)為：（W0－W1）/W0×100%W0W1舉例：PET（聚對苯二甲酸類塑料）的熱分解154.2、微商熱重曲線(DTG曲線)：試樣質(zhì)量變化率與溫度或時間的關(guān)系曲線?？v坐標(biāo)：dW／dt(或dW／dT)---從上到下減少橫坐標(biāo)：溫度或時間---自左至右增加DTG曲線的峰頂d2W/dt2=0，即失重速率的最大值，它與TG曲線的拐點相對應(yīng)。DTG曲線上的峰的數(shù)目

7、和TG曲線的臺階數(shù)相等DTG曲線上的峰面積與失重量成正比。DTGTG175．影響熱重曲線的因素1.實驗條件的影響：⑴樣品盤的影響⑵揮發(fā)物冷凝的影響⑶升溫速率的影響⑷氣氛的影響2.樣品的影響：⑴樣品用量的影響⑵樣品粒度的影響CO2氣氛、空氣或N2氣氛，物質(zhì)的反應(yīng)溫度會有較大變化最好的辦法是根據(jù)天平的靈敏度，盡可能使用少量試樣。用量大：吸放熱引起的溫度偏差大，且不利于熱擴散和熱傳遞。粒度小的比粒度大的試樣熱分解溫度低，反應(yīng)區(qū)間窄。升溫速率越大，熱滯后越嚴(yán)重，導(dǎo)致起始溫度和終止溫度偏高加熱屏板解決曲線AB段為一平臺，表示試樣

8、在室溫至45℃間無失重。故mo=10.8mg。曲線BC為第一臺階，失重為mo-m1=1.55mg，求得質(zhì)量損失率為：實驗條件為試樣質(zhì)量為：10.8mg，升溫速率為10℃/min，采用靜態(tài)空氣，在鋁坩堝中進(jìn)行曲線CD段又是一平臺，相應(yīng)質(zhì)量為m1；曲線DE為第二臺階，質(zhì)量損失為1.6mg，求得質(zhì)量損失率：6.熱重分析應(yīng)用舉例CuSO4