第七章热分析.pptVIP

第1页，共37页，星期日，2025年，2月5日概述热分析（thermalanalysis）：在程序控制温度条件下，测量物质的物理性质随温度变化的函数关系的技术。物质的物理性质的变化，即状态的变化，总是用温度T这个状态函数来量度的。数学表达式为F=f（T）其中F是一个物理量，T是物质的温度。所谓程序控制温度，就是把温度看着是时间的函数。取T=?（?）其中?是时间，则F=f（T）或f（?）第2页，共37页，星期日，2025年，2月5日概述在不同温度下，物质有三态：固、液、气，固态物质又有不同的结晶形式。对热分析来说，最基本和主要的参数是焓（ΔH），热力学的基本公式是：ΔG=ΔH-TΔS存在三种情况：ΔG0，ΔG=0，ΔG0常见的物理变化有：熔化、沸腾、升华、结晶转变等；常见的化学变化有：脱水、降解、分解、氧化，还原，化合反应等。这两类变化，首先有焓变，同时常常也伴随着质量、机械性能和力学性能的变化等。第3页，共37页，星期日，2025年，2月5日概述热分析组织：国际热分析协会（InternationalConfederationforThermalAnalysis）ICTA热分析发行的刊物有：热分析文摘（ThermalAnalysisAbstract）TAA，双月刊，1972热分析杂志（JournalofthermalAnalysis，双月刊，1969热化学学报（thermachemicalActa）,每年四卷，1974量热学与热分析杂志（CalorimetryandThermalAnalysis）日文，季刊，1974第4页，共37页，星期日，2025年，2月5日表1几种主要的热分析法及其测定的物理化学参数第5页，共37页，星期日，2025年，2月5日§7-1差热分析法一、基本原理与差热分析仪差热分析(DTA)：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。参比物（或基准物，中性体）：在测量温度范围内不发生任何热效应的物质，如?-Al2O3、MgO等。在实验过程中，将样品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。用于差热分析的装置称为差热分析仪。第6页，共37页，星期日，2025年，2月5日图7-1差热分析仪结构示意图1-参比物；2-样品；3-加热块；4-加热器；5-加热块热电偶；6-冰冷联结；7-温度程控；8-参比热电偶；9-样品热电偶；10-放大器；11-x-y记录仪第7页，共37页，星期日，2025年，2月5日STA449C型综合热分析仪第8页，共37页，星期日，2025年，2月5日DIL402PC型热膨胀仪第9页，共37页，星期日，2025年，2月5日TAS-100型热分析仪第10页，共37页，星期日，2025年，2月5日典型的DTA曲线图中基线相当于?T=0，样品无热效应发生，向上和向下的峰反映了样品的放热、吸热过程。图2典型的DTA曲线第11页，共37页，星期日，2025年，2月5日TAS-100型热分析仪上做的TG-DTA曲线第12页，共37页，星期日，2025年，2月5日STA449C型综合热分析仪上做的TG-DSC曲线第13页，共37页，星期日，2025年，2月5日二、差热曲线分析与应用依据差热分析曲线特征，如各种吸热与放热峰的个数、形状及相应的温度等，可定性分析物质的物理或化学变化过程，还可依据峰面积半定量地测定反应热。表2差热分析中产生放热峰和吸热峰的大致原因第14页，共37页，星期日，2025年，2月5日（1）定性分析：定性表征和鉴别物质，依据：峰温、形状和峰数目方法：将实测样品DTA曲线与各种化合物的标准（参考）DTA曲线对照。标准卡片有：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)。（2）定量分析依据：峰面积。因为峰面积反映了物质的热效应（热焓），可用来定量计算参与反应的物质的量或测定热化学参数。（3）借助标准物质，可以说明曲线的面积与化学反应、转变、聚合、熔化等热效应的关系。应用第15页，共37页，星期日，2025年，2月5日图7-3差热分析法测定相图(a)测定的相图(b)DTA曲线第16页，共37页，星期日，2025年，2月5日图7-4聚苯乙烯的DTA曲线第17页，共37页，星期日，2025年，2月5日图7-5为差热分析法用于共混聚合物鉴定示例。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