什么是热分析?常见热分析方法有哪些?
日期:2023-03-13 15:41:36浏览量:787标签:热分析
热分析是测量材料热力学参数或者物理参数随温度变化的关系,并对这种关系进行分析的一种技术方法。所谓热分析,指通过控制样品温度的改变,来分析其相应物理化学性质的改变。根据国际热分析协会(ICTA)的归纳和分类,目前的热分析方法共分为九类十七种,而目前我们常用的有5种,分别是:差示扫描量热法(DSC)、热重法(TG)、热差分析法(DTA)、热机械分析法(TMA)、动态热机械分析法(DMA)等5种方法。接下来文中将简单介绍热分析,一起来看看吧!
最为常见的热分析手段有三种热重分析(TG)、差热分析(DTA)和差示扫描量热法(DSC)。
三种热分析方法各有所长,可以单独使用、也可以联合使用。具体如何选择,我们首先从定义出发,了解这些表征手段。
TG:在程序控温下,测量样品的质量(m)随温度的变化。如果你需要知道,样品在升温或者降温过程中,样品质量的变化(比如吸附、脱附、分解等),请选择TG。比如工业催化剂中常会有积碳现象,通过TG表征可以确定积碳量。
DTA:在程序控制温度下,测量参比物和样品温差(△T)随温度(T)的变化。DTA与TG的区别在于测量值从质量变为温差。之所选择测试温差,是因为升温过程中发生的很多物理化学变化(比如融化、相变、结晶等)并不产生质量的变化,而是表现为热量的释放或吸收,从而导致样品与参比物之间产生温差。DTA能够发现样品的熔点、晶型转变温度、玻璃化温度等等信息。
DSC:在程序控制温度下,测量给于参比物和给予样品的能量之差(△Q)随温度(T)的变化。在整个测试过程中,样品和参比物温差控制在极小的范围内。当样品发生物理或者化学变化时,控温装置将输入一定功率能量,以保持温度平衡。可以简单的将DSC看成是DTA的升级版。DSC也确实是从DTA发展而来。传统的DTA仪器因为样品池材质的关系,只能测温差,无法准备测量热和焓的变化。后期通过改变材质和结构,使得从温差转变为能量差成为可能(热流型)。最后又出现一种直接测量输入热量差的DSC(功率补偿型)。DSC的优点在于灵敏度高、可以定量测量焓、比热容等物理量。
几种常见的热分析方法及其测定的物理化学参数
热分析的意义
材料热分析能快速准确地测定物质的晶型转变、熔融、升华、吸附、脱水、分解等变化,在表征材料的热性能、物理性能、机械性能以及稳定性等方面有着广泛的应用。对材料进行热分析可以鉴别材料的种类,判断材料的优劣,帮助材料与化学领域的产品研发,质检控制与工艺优化等。
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