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热分析仪原理及应用 2008.11 §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 Le Chatelier 利用升温速率变化曲线来鉴定粘土 1899 Roberts-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 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（Thermal analysis） 热重法（Thermogravimetry TG） 差热分析（Differential thermal analysis， DTA） （二）热分析的分类 §3 热分析的基本特征与数据报道 1.采用热分析技术（TG、DSC等）仅用单 一试样就可在很宽的温度范围内进行观测。 2.仅需少量试样（0.1μg～10mg） #3.可以在静态或动态气氛进行测量。 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) §4 常用热分析仪器 （一）热重法（TG） 1.基本结构 2.联用测量 TG-DTA（TG-DSC)联用 TG-MS TG-FTIR TG-GC 3.炉子的加热线圈 镍铬（T1300K） 铂（T 1300K） 铂－10％铑（T1800K) 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) DSC vs DTA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 热分析与其它分析方法的联用 （一）热显微镜法 DSC－RLI DSC-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－GC 3.TG-DTA-MS联用热分析仪 4.TG-FTIR TG-EGD-EGA联用的各种分析流程 §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 对于高温DSC，如果采用铂铑坩埚来测量，提供如下标样 C6H5C6H5 69.2 oC -120.4 J/g C6H5COOH 122.3 oC -147.3J/g RbNO3 164.2 oC -26.6J/g KCLO4 300.8 oC -104.9J/g Ag2SO4 426.4 oC -51.7 J/g CSCl 476.0 oC -17.2J/g K2CrO7 668 oC -38.9J/g BaCO3 808 oC -94.9J/g §7