热分析方法及其测试技术.pptVIP

15min 0.05-0.1% 拉伸、压缩夹具：0.001-0.05N 三点弯曲：1N 60min 室温设置：Jump to 0℃； 定温设置：Equilibrate at T ℃； 【creep recovery】蠕变与恢复 ①在恒应力下，应变随时间的变化（蠕变）; ②撤掉应力后，应变和可恢复应变随时间的变化趋势（恢复能力）。 60min 形变＜1% 定温设置：Equilibrate at T ℃ TMA模式（control force） 力扫描：在一恒定温度下，对试样施以线性速率的加力，检测试样形变随力的变化。像一小型拉力机，可以得到线性区域、屈服力和断裂强度。 温度扫描：在一恒定力作用下，检测样品在线性加热速率下的形变随温度的变化。可以得到热膨胀系数、玻璃转变温度、软化点、变形温度等 时间扫描：在一恒定温度和恒定力作用下，检测试样形变与时间的变化。可以得到材料的爆破或分层时间。 TMA_力扫描 可以得到偏离线性的屈服力及断裂强度，线性范围的斜率得到杨氏系数，像一小型拉力机。 拉伸、压缩夹具：0.001-0.05N 三点弯曲：1N 拉伸夹具 TMA - 时间扫描 10oC/min to 260oChold 60min , Static Force 0.01N TMA - 温度扫描 ②拉伸夹具→热膨胀系数和转变温度 ① 三点弯曲夹具→热变形温度 ③压缩穿刺夹具→热膨胀系数、玻璃化转变温度和软化温度 压 缩 穿透TMA 压缩和穿透探头 膨胀探头 穿刺探头 应用：线膨胀系数(CTE)、玻璃化转变温度(Tg)和压缩模量静态力：0.001-0.05N 应用：Tg测量、软化点、变形温度、熔融行为测量。 静态力：0.5N左右 TMA - 温度扫描 ① 三点弯曲夹具→热变形温度 形变0.0633mm （0.1%）对应温度 静态力计算： 其中σ= 0.455MPa，L、W、T为样品的长宽厚 ②拉伸夹具→热膨胀系数和转变温度 静态力0.01N，升温速率2℃/min， ③穿刺夹具→玻璃化转变温度和软化温度 静态力0.04N，升温速率2℃/min； 第一拐点求玻璃化转变温度；第二拐点求软化温度。 穿刺夹具：多层薄膜分析 以金属为基材的PE/PET双层薄膜样品 PE PET DMA 仪器的校正 1、电子校正Electronic Calibration: 在整个频率范围内对仪器电子器件和驱动马达进行校正 2、力校正Force Calibration(Balance and Weight): 力校正是用来校正夹具对样品的作用力及在实验进行过程中 仪器需记录的力。 包括两步校正：第一步balance，第二步weight 3、动态校正Dynamic Calibration: 动态校正是通过几个已知刚度（Stiffness）的样品对仪器的动态性能进行校正。 4、位置校正Position Calibration: 通过光学编码器对驱动轴的绝对位置进行校正。 5、夹具校正Clamp Calibration × × √ √ 谢 谢! 由比热容的定义，可以得到热流速率P与比热容Cp的关系： 数据处理 玻璃化转变温度区的比热 不同复铜板的比热 1、制备样品：称1-3mg 的样品，精确到0.01mg ; 纯度测定的DSC实验 2、实验过程： 在氮气气氛下，先以10oC/min的速率升温，达到Ti（起始熔融温度）以下10-20oC左右将升温速率变换成0.5oC/min，直到熔融峰完成。 3、实验假设 ①样品量少3mg ；②慢速升温（1K.min-1）以满足达到平衡温度；③样品的凝固点（熔点） ；④样品的摩尔熔融热焓 ；⑤理想溶液。 4、适合范围：对于纯度为98-99.5%范围的有机物。 数据处理 计 算 熔融峰总热焓面积S； T1温度以下面积占总面积比例F1； T2温度以下面积占总面积比例F2。 以 T对 1/F 作图，得一直线由斜率和截距分别可得出 T0 和 x 。 van’t Hoff方程 在0.1F0.5范围，通常是线性的。 E A f(α) g (α) t T α 非等温结晶动力学(DSC)法 α= HT / Hf 程序控温 T = To+βt 动力学关系 物理性质 （热焓） 温度（T） 过程进度(α) 时间（t） DSC DSC法可行性 基本方程 微分方程: 积分方程: Kissinger方程—峰温法 线性方程 实验方法和数据处理 斜率 截距 活化能 E 指前因子 A Kissinger方程—等转换率法 线性方程 实验方法和数据处理 指前因子 A 活化能 E 斜率 截距 固化反应应用 E、A 预测