热分析实验 - 图文

Tr分别代表试样及参比物温度；T是程序温度；t是时间。当试样在加热中发生物理或化学变化时，所释放或吸收的热量使试样温度高于或低于参比物的温度，而使差热曲线上得到放热或吸热峰。主要测量功能：玻璃化转变，结晶，熔融，相变温度、相变潜热，氧化和分解过程等。

差热分析的示意图：如图7

图7 DTA示意图

实验过程：参比物应选择惰性材料，即在测定的条件下不产生任何热效应的材料，如：A12O3、硅油等。若试样不发生热效应，在理想情况下，试样温度和参比物温度相等，差示热电偶无信号输出， ?T＝0，记录的温差?T为一条直线，称为基线.如图8

?T

当温度上升到某一

温度时，试样发生热效应+ 转变，如：相转变、溶化、0 晶体结构发生变化、氧化

-

或分解等，试样温度与参比物温度不再相等，oT/C （?T?0）差示热电偶有

电信号输出，这时记录温差的曲线偏离基线。?T图8 DTA的基线 随温度(或时间)变化的

曲线称为差热曲线(DTA曲线）。吸热时峰顶向下，放热时峰顶向上。纵坐标为温度差?T（或电位差?U），横坐标为温度T或时间t。

在DTA曲线上:由峰的位置可确定热效应转变的温度;由峰的面积可确定热效应的大小;由峰的形状可了解有关过程动力学的特性。

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（2） DSC（示差扫描量热法）Differential Scanning Calorimetry

示差扫描量热分析基本原理：示差扫描量热法是在程序控制温度下，测量输入到试样和参比物的功率差与温度（或时间）之间关系的一种技术。试样吸热时，补偿器便供热给试样，使试样与参比物的温度相等（?T=0）。试样放热时，补偿器便供热给参比物，使试样与参比物的温度相等（?T=0）。所补偿的能量就是试样吸收或放出的能量。

试样和参比物分别由单独控制的电热丝加热，根据试样中的热效应，可连续调节这些电热丝的输入功率，使试样和参比物的温度相等。实验图如图9

图9 DSC实验示意图

2. 试样和参比物分别具有独立的加热器和传感器，整个仪器由两条控制电路进行监控。其中一条控制温度，使试样和参比物在预定的速率下升温或降温；另一条用于补偿试样和参比物之间所产生的温差，通过功率补偿电路使试样与参比物的温度保持相同。即使?T=0。试样吸热时，补偿器便供热给试样，使试样与参比物的温度相等（?T=0）。试样放热时，补偿器便供热给参比物，使试样与参比物的温度相等（?T=0）。所补偿的能量就是试样吸收或放出的能量。功率补偿型DSC曲线的纵坐标为补偿功率?P’，（单位：mw） ，横坐标为温度（T）或t2t2dH时间（t）。

?H???P'?dt???dtt1t1dt物质吸出和放出的热量可由以下积分式测定:

?P’为所补偿的功率，所以试样的热焓值与DSC曲线下面包围的面积成正比 因此DSC曲线下的峰面积是热量的直接量度。

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