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第十三章 热分析法 第一节 概述 第二节 差热分析 第三节 差示扫描量热法 第四节 热重法 第一节 概述 热分析（thermal analysis，TA）：在程序控温（和一定气氛）下，测量物质的某种物理性质与温度或时间关系的一类技术。 （GB/T 6425-2008 热分析术语） 所谓程序控制温度(简称“程序控温”)，就是把温度看着是时间的函数。 所谓的“物理性质”，包括物质的质量、温度、热学、尺寸（长度、体积）、声学、光学、电学、磁学、力学等性质。 第二节 差热分析法 一、基本原理与差热分析仪 差热分析（Differential Thermal Analysis，DTA）：在程序控温和一定气氛下，测量试样和参比物温度差与温度或时间关系的技术。 参比物（或基准物，中性体）：在测量温度范围内不产生任何热效应的物质。如?-Al2O3、MgO等 在实验过程中，将试样与参比物的温差作为温度或时间的函数连续记录下来，就得到了差热分析曲线（DTA curve）。 用于差热分析的装置称为差热分析仪。 二、DTA曲线分析与应用 定性分析，定量分析，测定相图，测定熔点，测定玻璃化转变温度，研究化学反应动力学等。 DTA曲线特征：吸热与放热峰的个数、形状及相应的温度等。 1. 定性分析 （1）确定吸热或放热效应的物理化学归属 （2）化合物定性分析、物相定性分析（鉴别物质） 依据：峰温、峰形和峰数目 方法：将实测样品DTA曲线与各种化合物（或物相）的标准DTA曲线对照。 标准卡片：萨特勒(Sadtler)研究室出版的卡片约2000张和麦肯齐(Mackenzie)制作的卡片1662张(分为矿物、无机物与有机物三部分)。 自制卡片 依据共混物DTA曲线上的特征峰(熔融吸热峰)确定共混物由高压聚乙烯(HPPE)、低压聚乙烯(LPPE)、聚丙烯(PP)、聚次甲氧基(POM)、尼龙6(Nylon 6)、尼龙66(Nylon 66)和聚四氟乙烯(PTFE)7种聚合物组成。 2. 定量分析 依据：峰面积。反映物质的热效应（热焓） （1）分析测定混合物中各组分（化合物、物相）的相对含量； （2）定量或半定量测定化合物的热化学参数（如热焓、比热容等）。 （3）借助标准物质，说明吸热或放热峰的面积与化学反应、转变、聚合、熔化等热效应的关系。 三、影响DTA曲线的主要因素 影响DTA曲线的峰形、出峰位置和峰面积的因素，大体可分为： 仪器因素 操作因素 仪器因素： 炉子的结构与尺寸 坩埚材料与形状 热电偶性能等 同一样品（物质），在不同仪器上测得的DTA曲线有差异。 操作因素: 试样：用量，粒度，装填方式（样品堆砌密度），是否预处理，是否稀释及稀释比例，坩埚是否加盖，加盖坩埚是否有孔等 参比物：是否用参比物，参比物种类，参比物与样品的对称性 气氛：惰性、氧化、还原，静态、动态，气体的压力、流速（ml/min)。 He，Ar，空气，O2，N2，H2，CO2等 升温速率 记录纸速、量程（现代仪器都是计算机记录，可不考虑） 第三节 差示扫描量热法 一、基本原理与差示扫描量热仪 差示扫描量热法（Differential Scanning Calorimetry，DSC）：在程序控温和一定气氛下，测量输给试样和参比物的热流速率或加热功率（差）与温度或时间关系的技术。 热通量DSC（heating-flux DSC）：按程序控温改变试样和参比物温度时，测量与试样和参比物温差相关的热流速率与温度或时间关系的技术。 功率补偿DSC（power-compensation DSC）：在程序控温并保持试样和参比物温度相等时，测量输给试样和参比物的加热功率（差）与温度或时间关系的技术。 热流速率heat flow rate或热流量heat flow 单位为mW(mJ·s-1) 典型的DSC曲线 二、热量变化与曲线峰面积的关系 样品真实的热量变化与曲线峰面积的关系为 m·?H=K·A 式中，m——样品质量； ?H——单位质量样品的焓变； A——与?H相应的曲线峰面积； K——修正系数，称仪器常数。 三、DSC的应用 第三节 热重法 一、基本原理 热重法（Thermogravimetry，TG），热重分析（Thermogravimetric Analysis，TGA）：在程序控温和一定气氛下，测量物质的质量与温度或时间关系的技术。 动态质量变化测量（温度扫描型）