现代分析测试技术-热分析技术ppt课件.ppt

补充内容二热分析技术ThermalAnalysis1887年，法（德）国人第一次用热电偶测温的方法研究粘土矿物在升温过程中的热性质的变化。
1891年，英国人使用示差热电偶和参比物，记录样品与参照物间存在的温度差，大大提高了测定灵敏度，发明了差热分析（DTA）技术的原始模型。
1915年，日本人在分析天平的基础上研制出热天平，开创了热重分析(TG)技术。
1940-1960年，热分析向自动化、定量化、微型化方向发展。
1964年，美国人在DTA技术的基础上发明了示差扫描量热法(DSC),Perkin-Elmer公司率先研制了DSC-1型示差扫描量热仪。国际热分析协会(InternationalConfederationforThermalAnalysis---ICTA)曾于1977年对热分析技术下了如下定义:
热分析是在程序控制温度下测量物质的物理性质与温度关系的一类技术。

4、应用
测量和分析材料在温度变化过程中的物理变化（晶型转变、相态变化和吸附等）和化学变化（脱水、分解、氧化和还原等）。国际热分析协会确认的热分析技术最常用的三种热分析法二、热重法(Thermo-gravimetry，TG)STA449C热分析仪3.基本原理.4.热重分析曲线4.1、热重曲线(TG曲线)：质量变化对温度的关系曲线
纵坐标：重量---由上到下质量减少
横坐标：温度或时间---从左到右增加例：固体热分解反应：A（固）→B（固）＋C（气）的典型热重曲线如图所示举例：PET（聚对苯二甲酸类塑料）的热分解15DTG曲线的峰顶d2W/dt2=0，即失重速率的最大值，它与TG曲线的拐点相对应。
DTG曲线上的峰的数目和TG曲线的台阶数相等
DTG曲线上的峰面积与失重量成正比。17曲线AB段为一平台，表示试样在室温至45℃间无失重。故mo=10.8mg。
曲线BC为第一台阶，失重为mo-m1=1.55mg，求得质量损失率为：曲线EF段也是一平台，相应质量为m2；
曲线FG为第三台阶，质量损失为0.8mg，可求得质量损失率第二次理论质量损失率也是14.4%；第三次质量损失率为7.2%；固体剩余质量理论计算值为63.9%，总失水量为36.1%。理论计算的质量损失率和TG测得值基本一致。1、概念
是在程序控制温度下测量物质与参比物之间温度差与环境温度关系的一种技术。
2、基本原理
背景知识：试样发生任何物理或化学变化，都会释放或吸收的热量使试样温度发生变化。把被测试样和参比物置放在同样的热条件下进行加热或冷却，记录试样在某一特定温度下发生物理化学反应引起热效应的变化，得到差热曲线，即DTA曲线。差热仪炉子供给的热流为Q
试样无热效应时：QSQRTS=TRΔT=0
试样吸热效应时：(Q－g)SQRTS＜TRΔT＜0峰向下
试样放热效应时：(Q＋g)SQRTS＞TRΔT＞0峰向上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，T＝0，差示热电偶无信号输出，记录仪上记录温差的笔仅划一条直线（即基线）。4、差热分析仪的组成
加热炉
温差检测器
温度程序控制仪
信号放大器
记录仪
气氛控制设备差热分析仪热电偶是差热分析的关键元件
铜-康铜（长期350℃/短期500℃）、
铁-康铜（600/800℃）
镍铬-镍铝（1000/1300℃）、
铂-铂铑(1300/1600℃)、
铱-铱铑（1800/>2000℃）测量池程序温控装置：
使炉温按给定的程序方式(升温、降温、恒温、循环)以一定速度变化
升温速度：1～100K/min，常用：1～20K/min5.DTA曲线提供的信息差热分析中产生吸热、放热的物理化学反应6、差热分析曲线的影响因素（二）试样
1试样的用量：试样用量多，热效应大，峰顶温度滞后，容易掩盖邻近小峰谷。以少为原则，通常10～30mg。
2.样品粒度：较大的颗粒峰形较宽，分辨率下降。一般以200目为宜。
3.样品的装填：装填不均会引起导热及温度的差异，出现无法解析的小峰。
（三）仪器因素
仪器中加热方式、炉子形状、尺寸的影响
样品支持器（均温块体的结构和材质）
热电偶的位置，热电偶的类型、尺寸的影响34NH4VO3的分子量为117：
第一次热失重的失去重量为14％，对应的分子量约为16.4，相当于NH3的分子量，即失去氨气后剩余HVO3；
第二次热失重反应后累计失去的重量为22％，减去第一次热反应所失去的量还有8％，即等于分子量9.4，相当于H2O的一半。这样，完整的热分解反应方程式为：
-NH3-1/2H2O
NH4VO3--------HVO3--------------V2O5（2）材料的鉴别与成分分析372024/9/20（3）材料相态结构的变化引入CaF2的Na2O-CaO-SiO2系统试样的DTA(3)凝胶材料的烧结进程研究四、示差扫描