差動熱分析儀的分析結(jié)果

        差熱介紹
??也稱為差示掃描量熱法，它測量物質(zhì)和參照物之間的功率差，作為程序溫度下溫度的函數(shù)。它是一種熱分析技術(shù)，在應用上類似于 DTA，但在原理上略有改進。
??差熱分析儀CDR-4P用于測定物質(zhì)在熱反應過程中的特征溫度和吸收或放出的熱量，包括相變、分解、結(jié)合、凝固、脫水、蒸發(fā)等物理或化學反應。物質(zhì)。應用于無機、硅酸鹽、陶瓷、礦物金屬、航天耐溫材料等領(lǐng)域。是無機、有機、特別是高分子聚合物、玻璃纖維增強塑料等熱分析的重要儀器，可在同一臺熱分析儀上分別測量DTA和DSC。
?? DTA的工作原理
??（圖1）是在程序控溫ΔT下，以恒定速率升高（或降低）溫度時，連續(xù)測量試樣（S）與參比物質(zhì)（R：如α-氧化鋁）之間的溫差，從而將ΔT對T作圖得到熱譜曲線（見圖2），然后通過其分析處理得到所需信息。
?? DTA測試時，將樣品和參比放在兩個樣品池中，如圖1所示，加熱爐以一定的速率加熱，如果樣品沒有熱反應，則其溫度與參比之間的溫差特定物體溫度ΔT=0，熱差曲線為直線，稱為基線；如果樣品在一定溫度范圍內(nèi)發(fā)生吸熱（放熱）反應，樣品溫度將停止（或加速）上升，產(chǎn)生樣品與對照品的溫差ΔT，放大信號，得到數(shù)據(jù)由計算機采集并處理形成DTA峰曲線，可根據(jù)峰的溫度和面積的大小和形狀進行分析。
?? DSC的原理與DTA基本相似。它的改進是在樣品和參考下增加了兩組補償加熱絲。當樣品因熱反應而被加熱時，樣品與參比樣品之間存在溫差ΔT。此時流入補償導線的電流通過差熱放大和差熱補償發(fā)生變化。當樣品吸收熱量時，補償使樣品一側(cè)的電流立即增加。相反，當樣品放熱時，參比物質(zhì)一側(cè)的電流增加，直到兩側(cè)達到熱平衡，溫差ΔT消失。也就是說，樣品熱反應過程中發(fā)生的熱量變化，通過及時輸入電能得到補償。
??與DSC和DTA相比，DTA中樣品的實際溫度不再是樣品升溫的過程。在順序加熱過程中控制溫度（例如樣品在放熱反應過程中會加速加熱），可以及時補償樣品在DSC中的熱量變化。樣品與參考溫度始終相同，避免參考與物體與樣品之間的傳熱相比，儀器的熱滯后小，峰值溫度更接近實際溫度，響應更靈敏，分辨率更高。
?? DTA 或 DSC 分析
??所選擇的參比物質(zhì)應是在實驗溫度范圍內(nèi)不發(fā)生物理或化學變化的物質(zhì)，如α-Al2O3、石英粉和MgO。將樣品和對照品放入加熱爐中進行DTA試驗時，如果樣品不產(chǎn)生熱效應，在理想情況下，樣品和對照品的溫度相等，此時 ΔT=0 ，應該是熱譜圖上的水平基線。當樣品發(fā)生物理或化學變化，吸熱或放熱時，ΔT≠0，熱譜圖上會出現(xiàn)吸熱或放熱峰，形成ΔT隨溫度變化的差熱曲線（熱圖）。傳統(tǒng)上以溫差ΔT為縱坐標，吸熱峰向下，放熱峰向上，溫度T為橫坐標，從左到右遞增。在熱譜圖上，可以從峰的位置確定發(fā)生熱效應的溫度，從峰的面積可以確定熱效應的大小，從峰的形狀。
?? DTA和DSC的相變
??測定結(jié)晶溫度Tc、熔點Tm、晶相轉(zhuǎn)變等物理變化，研究聚合物固化、交聯(lián)、氧化、分解等反應，測定聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg，還可測定反應溫度或反應溫度等反應動力學參數(shù)區(qū)。如圖 7-2 所示，聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變是一個體積弛豫過程。在 Tg 處，聚合物的比熱突然變化，因此 Tg 表現(xiàn)為熱譜圖基線的突然變化。聚合物的熔融和熱分解是吸熱的，所以在溫譜圖上出現(xiàn)一個向下的負峰，而聚合物的結(jié)晶和氧化是放熱的，表現(xiàn)為一個向上的正峰。基于此，可以判斷聚合物的結(jié)晶相。相變、抗熱氧化性和熱穩(wěn)定性等。
?? DTA 和 DSC 因素
??要獲得準確的 DTA 和 DSC 結(jié)果，最重要的是使樣品和參比物保持在均勻的溫度下并在均勻的條件下操作，以避免基線漂移和差熱峰出現(xiàn)不對稱等。另外，樣品與參比物質(zhì)的熱容不匹配或?qū)嵝圆缓茫瑯悠范逊e不嚴或粒徑不合適，幾何形狀不對稱，有稀釋劑，等等。因素可能會對結(jié)果產(chǎn)生影響。
??所謂稀釋劑，是指那些用來與樣品混合，使熱傳導和熱擴散與參比物質(zhì)（普通參比物質(zhì)）相匹配的惰性物質(zhì)。一般來說，最好使用小樣品和少量稀釋劑，但由于靈敏度隨樣品體積增加而增加，分辨率降低，因此必須選擇最佳比例。除試樣量外，試樣粒徑過小，其表面積增大，轉(zhuǎn)變溫度向低溫移動。樣品堆積緊密，熱傳導大，提高了重現(xiàn)性。
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