什么是熱分析?常見熱分析方法有哪些？
日期：2023-03-13 15:41:36 瀏覽量：1729 標(biāo)簽: 熱分析
熱分析是測(cè)量材料熱力學(xué)參數(shù)或者物理參數(shù)隨溫度變化的關(guān)系，并對(duì)這種關(guān)系進(jìn)行分析的一種技術(shù)方法。所謂熱分析，指通過(guò)控制樣品溫度的改變，來(lái)分析其相應(yīng)物理化學(xué)性質(zhì)的改變。根據(jù)國(guó)際熱分析協(xié)會(huì)(ICTA)的歸納和分類，目前的熱分析方法共分為九類十七種，而目前我們常用的有5種，分別是：差示掃描量熱法(DSC)、熱重法（TG）、熱差分析法（DTA）、熱機(jī)械分析法(TMA)、動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析法(DMA)等5種方法。接下來(lái)文中將簡(jiǎn)單介紹熱分析，一起來(lái)看看吧！
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最為常見的熱分析手段有三種熱重分析（TG）、差熱分析（DTA）和差示掃描量熱法（DSC）。
三種熱分析方法各有所長(zhǎng)，可以單獨(dú)使用、也可以聯(lián)合使用。具體如何選擇，我們首先從定義出發(fā)，了解這些表征手段。
TG：在程序控溫下，測(cè)量樣品的質(zhì)量（m）隨溫度的變化。如果你需要知道，樣品在升溫或者降溫過(guò)程中，樣品質(zhì)量的變化（比如吸附、脫附、分解等），請(qǐng)選擇TG。比如工業(yè)催化劑中常會(huì)有積碳現(xiàn)象，通過(guò)TG表征可以確定積碳量。
DTA：在程序控制溫度下，測(cè)量參比物和樣品溫差（△T）隨溫度（T）的變化。DTA與TG的區(qū)別在于測(cè)量值從質(zhì)量變?yōu)闇夭?。之所選擇測(cè)試溫差，是因?yàn)樯郎剡^(guò)程中發(fā)生的很多物理化學(xué)變化（比如融化、相變、結(jié)晶等）并不產(chǎn)生質(zhì)量的變化，而是表現(xiàn)為熱量的釋放或吸收，從而導(dǎo)致樣品與參比物之間產(chǎn)生溫差。DTA能夠發(fā)現(xiàn)樣品的熔點(diǎn)、晶型轉(zhuǎn)變溫度、玻璃化溫度等等信息。
DSC:在程序控制溫度下，測(cè)量給于參比物和給予樣品的能量之差（△Q）隨溫度（T）的變化。在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中，樣品和參比物溫差控制在極小的范圍內(nèi)。當(dāng)樣品發(fā)生物理或者化學(xué)變化時(shí)，控溫裝置將輸入一定功率能量，以保持溫度平衡。可以簡(jiǎn)單的將DSC看成是DTA的升級(jí)版。DSC也確實(shí)是從DTA發(fā)展而來(lái)。傳統(tǒng)的DTA儀器因?yàn)闃悠烦夭馁|(zhì)的關(guān)系，只能測(cè)溫差，無(wú)法準(zhǔn)備測(cè)量熱和焓的變化。后期通過(guò)改變材質(zhì)和結(jié)構(gòu)，使得從溫差轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰坎畛蔀榭赡埽崃餍停?。最后又出現(xiàn)一種直接測(cè)量輸入熱量差的DSC(功率補(bǔ)償型)。DSC的優(yōu)點(diǎn)在于靈敏度高、可以定量測(cè)量焓、比熱容等物理量。
幾種常見的熱分析方法及其測(cè)定的物理化學(xué)參數(shù)
定的物理化學(xué)參數(shù)_20230313153314_837.jpg)
熱分析的意義
材料熱分析能快速準(zhǔn)確地測(cè)定物質(zhì)的晶型轉(zhuǎn)變、熔融、升華、吸附、脫水、分解等變化，在表征材料的熱性能、物理性能、機(jī)械性能以及穩(wěn)定性等方面有著廣泛的應(yīng)用。對(duì)材料進(jìn)行熱分析可以鑒別材料的種類，判斷材料的優(yōu)劣，幫助材料與化學(xué)領(lǐng)域的產(chǎn)品研發(fā)，質(zhì)檢控制與工藝優(yōu)化等。
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