热技术(必威体育精装版版)课件.ppt

（5）影响DTA曲线的因素及实验条件的选择 根据国际热分析标准委员会的意见，认为所发表数据的不一致性大部分是由于实验条件不相同引起的。 因此，在进行热分析时，必须严格控制实验条件和研究实验条件对所测数据的影响，并且在发表数据时应注明测定时所采用的实验条件。 影响差热曲线的因素比较多，其主要的影响因素大致有下列几个因素： ① 仪器方面的因素：包括加热炉的形状和尺寸、坩埚大小、热电偶位置等。 ② 实验条件：升温速率、气氛等。 ③ 试样的影响：试样用量、粒度等。 实验条件的影响 升温速率：它可以影响峰的形状、位置和相邻峰的分辨力。 升温速率增加，则单位时间产生的热效应大，产生的温差当然也越大，峰越高； 因此，采用高的升温速率有利于小的相变的检测，即提高了检测灵敏度； 慢速升温有利于提高DTA曲线的分辨率，即有利于相邻峰的分离。 B. 气氛 气氛的成分对DTA曲线影响很大，可以被氧化的试样在空气或氧气氛中会有很大的氧化放热峰；在氮气或其他惰性气体中就没有氧化峰了。 （b）在二氧化碳中 （a）在氧气中 C.压力 根据Chausius-Clapeyron方程： 上式中ΔH为相变热焓；ΔV为相变前后摩尔体积的变化。 对于涉及释放或消耗气体的反应以及升华、气化过程，气氛的压力对相变温度有着较大的影响； 图1 β-Sialon结合刚玉材料热重曲线 T=25-800℃，基本上不氧化； T=800-1000℃，发生缓慢氧化，热重曲线走势平缓； T=1000℃-1400℃，发生快速氧化，氧化增重呈加速趋势，说明此温度下，氧化反应剧烈。 但总体说来，β-Sialon结合刚玉材料氧化增重速率还是很小的，到1400℃时，单位面积的增重量仍不超过0.025mg/mm2，表明材料具有优良的高温抗氧化性能。 2）氧化产物分析 氧化表面经XRD分析后，结果见图2，主要物相为α-Al2O3、SiO2和莫来石； 氧化前样品中的物相主要是α-Al2O3和β-Sialon，对比氧化前后结果表明β-Sialon已氧化成SiO2和莫来石。 氧化反应方程式如下(热力学分析）： 4Si3Al3O3N5+25O2(g)=12SiO2+6Al2O3+20NO(g) 　　　2SiO2+3Al2O3=3Al2O3?2SiO2（莫来石） β-sialon 图2 氧化表面产物的XRD图谱 3）显微结构观察 对氧化前后试样表面做SEM形貌观察，结果见图3。可以看出氧化后试样表面气孔明显增多。 氧化前表面，×2500 氧化后表面，×2500 图3 氧化前和1400℃氧化后试样表面的显微形貌 第三节 差热分析法（DTA）和 差示扫描量热法（DSC） （1）差热分析法（Differential Thermal Analysis, 简称DTA） 定义：是记录同一温度场中以一定速度加热或冷却的试样和基准样（在加热或冷却过程中不发生相变或其他变化的物质）之间温度差的一门技术。 温度差产生的原因： 温度差的产生是由于试样发生相变、化学反应、分解或其他变化产生热效应的结果。 （2）差热分析原理 将两支材质和均匀性（成分、应力状态）相同的热电偶分别插入试样和基准样中； 并将两支热电偶冷端的一个同极（常是正极）相连，两支电偶的另一极和测量仪表相连； 如果试样在加热或冷却过程中有热效应产生，则线路中将产生示差热电势。 R S G1 G2 +, B B, + A __ A ___ 差热分析示意图 EAB EBA E 示差热电势与两支热电偶热电势之间的关系如下： 式中 、 分别为试样和基准样热电偶的热电势；t1、t2表示温度； 又因为： =f(t1)； =f(t2)； t1=t2+Δt 所以：E = f(t1)-f(t2)=f( t2+Δt)-f(t2)=f(Δt) （热电势与温度成线性关系） 由此可见，示差热电势与试样和基准样之间的温度差呈函数关系： 如果试样中有热效应产生，即使是非常微弱的，也足以迅速地引起试样和基准样之间的温度差； 如果试样中没有热效应产生，Δt应当为零。 (3) 差热分析仪简介 下图是DTA仪器的方块图。热分析仪主要由转换器，记录仪和温度控制仪三部分组成。 气体 真空 电炉 DTA 直流放大器 S M R 炉温控制单元 气体控制 单元 记录仪 差热分析仪是用电炉中的试样及基准体支持器间的温差热电偶（材质相同的两付热电偶反接而成），把温差信号变为电信号（通常是电压），然后经放大记录, 与计算机连接。 温度