材料测试方法.pptx

12.1 DSC和DTA基本原理 ;热流型DSC是外加热式，如图12-3所示 采取外加热的方式使均温块受热然后通过空气和康铜做的热垫片两个途径把热传递给试样杯和参比杯，试样杯的温度由镍铬丝和镍铝丝组成的高灵敏度热电偶检测，参比杯的温度由镍铬丝和康铜组成的热电偶加以检测。DSC 检测的是温差，它是试样热量变化的反映。 ;差热分析 (DTA)是在程序控制温度条件下，测量样品与参比物之间的温度差与温度关系的一种热分析方法。差示扫描量热法 (DSC)是在程序控制温度条件下，测量输入给样品与参比物的功率差与温度关系的一种热分析方法。两种方法的物理含义不一样，DTA仅可以测试相变温度等温度特征点，DSC不仅可以测相变温度点，而且可以测相变时的热量变化。DTA曲线上的放热峰和吸热峰无确定物理含义，而DSC曲线上的放热峰和吸热峰分别代表放出热量和吸收热量。 ;DTA与DSC区别 DTA记录的是以相同的速率加热和冷却过程中，待测物质因相变引起的热熔变化导致的与参比物质温度差别的变化。通常得到以温度（时间）为横坐标，温差为纵坐标的曲线。 DSC实验中同样需要参比物质和待测物质以相同的速率进行加热和冷却，但是记录的信息是保持两种样品的温度相同时，两者之间的热量之差。因此得到的曲线是温度（时间）为横坐标，热量差为纵坐标的曲线。 比较之下，因为DSC在实验过程中，参比物质和待测物质始终保持温度相等，所以两者之间没有热传递，在定量计算时精度比较高。而DTA只有在使用合适的参比物的情况下，峰面积才可以被转换成热量。 ;12.1 DSC和DTA基本原理 ;热流型DSC是外加热式，如图12-3所示 采取外加热的方式使均温块受热然后通过空气和康铜做的热垫片两个途径把热传递给试样杯和参比杯，试样杯的温度由镍铬丝和镍铝丝组成的高灵敏度热电偶检测，参比杯的温度由镍铬丝和康铜组成的热电偶加以检测。DSC 检测的是温差，它是试样热量变化的反映。 ;差热分析 (DTA)是在程序控制温度条件下，测量样品与参比物之间的温度差与温度关系的一种热分析方法。差示扫描量热法 (DSC)是在程序控制温度条件下，测量输入给样品与参比物的功率差与温度关系的一种热分析方法。两种方法的物理含义不一样，DTA仅可以测试相变温度等温度特征点，DSC不仅可以测相变温度点，而且可以测相变时的热量变化。DTA曲线上的放热峰和吸热峰无确定物理含义，而DSC曲线上的放热峰和吸热峰分别代表放出热量和吸收热量。 ;DTA与DSC区别 DTA记录的是以相同的速率加热和冷却过程中，待测物质因相变引起的热熔变化导致的与参比物质温度差别的变化。通常得到以温度（时间）为横坐标，温差为纵坐标的曲线。 DSC实验中同样需要参比物质和待测物质以相同的速率进行加热和冷却，但是记录的信息是保持两种样品的温度相同时，两者之间的热量之差。因此得到的曲线是温度（时间）为横坐标，热量差为纵坐标的曲线。 比较之下，因为DSC在实验过程中，参比物质和待测物质始终保持温度相等，所以两者之间没有热传递，在定量计算时精度比较高。而DTA只有在使用合适的参比物的情况下，峰面积才可以被转换成热量。 ; 玻璃化转变温度的确定 是基于在DSC曲线上基线的偏移，出现一个台阶，如图12-10所示转变温度Tg的确定，一般用曲线前沿切线与基线的交点B或用中点C，个别情况也有用交点D，较明显易读准 1. 化学结构对 Tg 的影响 2. 相对分子质量对Tg的影响 3. 结晶度对Tg的影响 4. 交联固化对Tg的影响 5. 样品历史效应对Tg的影响 （1）热历史 制备样品时，如果冷却速率较小，加热速率大于冷却速率，会出现吸热的“滞后峰”，反之则出现放热峰，只有冷却速率与测定加热速率相同时，才有标准的转变曲线。 研究所得受热历史影响的Tg变化范围为10～30℃。 2）应力历史 储存在样品中的应力历史，在玻璃化转变区会以放热式膨胀的形式释放。 如图12-15所示，制样压力越大，释放的放热峰越大。 零压力的滞后吸收峰是由于慢冷却的热历史造成的。 随压力增加，Tg起始转变温度降低，但结束温度却没有变化，从而使转变区加宽。 ;（3）形态历史。。。尺寸越小的样品Tg开始的温度大为降低，而结束温度基本不变，转变区变宽。 （4）退火历史 。。。当样品从熔融态迅速降至低于Tg转变温度下退火，不同温度或相同温度不同退火时间将会有不同的热效应。 聚氯乙烯随退火温度的升高，Tg 起始温度逐渐提高。 聚苯乙烯在相同温度随退火时间增加Tg 移向高温。 。 ;如果样品分子链段已处于一定的亚稳态，再加上退火将叠加上新的历史效应。 如图12-19所示，先观察到历史效应被释放出来，不同结构会在不同退火时间中解冻；经长时间退火???应力历史被消除，出现慢冷却快加热出现的滞