現(xiàn)代分析測試技術

1、X射線熒光分析X-Ray FluorescenceX射線的產(chǎn)生和特點 特征X射線L殼層由L1、L2、L3三個子能級構成；M殼層由五個子能級構成；電子躍遷必須服從選擇定則N殼層由七個子能級構成；X射線的特點:波粒二象性直線傳播，折射率約為1具有殺傷力具有光電效應散射現(xiàn)象相干散射：散射線能量不變，與入射線相互干涉。不相干散射：入射線部分能量傳遞給原子，散射線波長變長，與入射線不相互干涉。吸收現(xiàn)象 X射線的吸收現(xiàn)象X射線在穿過被照射物體時，因散射、光電效應、熱損耗的影響，出現(xiàn)強度衰減的現(xiàn)象，稱為X射線的吸收。與物質的厚度、密度、入射線強度有關。突變點（波長）稱為吸收限原因：X射線將對應能級的電子轟出

2、，使光子大量吸收。X射線吸收現(xiàn)象的應用陽極靶鍍層，獲得單色X射線X熒光的特點熒光X射線的最大特點是只發(fā)射特征X射線而不產(chǎn)生連續(xù)X射線。試樣激發(fā)態(tài)釋放能量時還可以被原子內(nèi)部吸收繼而逐出較外層的另一個次級光電子，此種現(xiàn)象稱為俄歇效應。被逐出的電子稱為俄歇電子。俄歇電子的能量也是特征的，但不同于次級X射線。波長色散型X熒光光譜儀分析原理當熒光X射線以入射角射到已知晶面間距離d的晶體（如LiF）的晶面上時，發(fā)生衍射現(xiàn)象。根據(jù)晶體衍射的布拉格公式dsin可知，產(chǎn)生衍射的入射光的波長與入射角有特定的對應關系。逐漸旋轉晶面用以調整熒光X射線的入射角從0°至90°，在2 角度的方向上，可依

3、次檢測到不同的熒光X射線相應的強度，即得到試樣中的系列熒光X射線強度與2 關系的X射線熒光光譜圖X射線衍射分析X Ray DiffractionX射線衍射的理論基礎布拉格定律X射線衍射的理論基礎2d（hkl）sin= n式中:d（hkl）晶面間距； 入射線、反射線與反射晶面之間的交角，稱掠射角或布拉格角；2 入射線與反射線（衍射線）之間的夾角，稱衍射角；n反射級數(shù)，為整數(shù)；入射X線波長，與X射線管所用的靶材有關。上式即為布拉格定律或布拉格方程，它把衍射方向、平面點陣族的間距d(hkl) 和X射線的波長聯(lián)系在一起。X射線衍射物相分析晶體物質，都具有特定的化學組成和晶體結構，它包括：1.晶體結構類

4、型2.晶胞大小3.晶胞中原子、離子或分子數(shù)目種類以及它們所在的位置等 每一種晶體物質都具有它自己特定的晶體結構和晶胞參數(shù)。由X射線衍射花樣上各線條的角度位置所確定的晶面間距d以及它們的相對強度I/I0是物質的固有特性。也就是說，不同物相的晶體通常將給出不同的X射線衍射花樣，即給出不同的衍射線束方向和強度。因此，可以像根據(jù)指紋來鑒別人一樣，根據(jù)衍射花樣可以用來鑒別晶體物質。單一物相 物質之衍射數(shù)據(jù)(或圖譜)d和I/I0值與標準物質之衍射數(shù)據(jù)(或圖譜)進行對比，如果兩者能夠吻合，就表明試樣與該標準物質是同一種物相，從而作出鑒定?；旌衔锵嗝糠N物質所特有的衍射花樣不變，多相試樣的衍射花樣只是由它包含物

5、質的衍射花樣機械疊加而成。 X光管陽極靶 X光管陽極靶物相定量分析粉末多晶體衍射線的積分強度公式：簡化后有I=K(C/)式中與混合試樣的組分有關。掃描電子顯微鏡Scanning Electron Microscope掃描電子顯微鏡主要用途表面形態(tài)觀察元素分布觀察配合EDS微區(qū)成分半定量分析配合EBSD微區(qū)晶體結構分析加速電壓-電子波長一電子顯微鏡的加速電壓為40Kv,經(jīng)過這一電壓加速的電子的德布羅意波長是多少？電子的電荷是1.6×10-19庫,質量是0.91×10-30千克,經(jīng)過40K電勢差加速的電子獲得的能量：E=Ue=6.4×10-15J.這個能量就是電子的動

6、能,即0.5mv 2=6.4×10-15 J,因此v可以算出.于是,按照德布羅意公式這運動電子的波長是：=h/(mv)=6.1×10-12m. 加速電壓-電子波長加速電壓U/kV2030501002005001000電子波長/10-3nm8.596.985.363.702.511.420.687掃描電鏡成像原理 表面形貌襯度二次電子的邊緣效應 電子探針顯微分析Electron Probe Micro-Analysis電子探針用途一種微區(qū)分析方法，了解成分-結構的微區(qū)變化。電子探針特點 微區(qū)（微米范圍） 、顯微結構分析 元素分析范圍廣 ：硼(B)鈾(） 定量準確度高 檢測極限

7、（日常工作）: WDS:0.01%左右;EDS:0.1%左右 不損壞試樣、分析速度快 分析精度 主元素<1%,微量元素 5%. EPMA分析原理特征X射線的檢測波譜議：( Wavelength Dispersive Spectrometer )通過衍射分光原理，通過x射線檢測器（正比計數(shù)器）檢測測量特征x射線的和強度分布的儀器。能譜儀：( Energy Dispersive Spectrometer )利用固態(tài)能量檢測器（鋰漂移硅）測量特征x射線的能量E，并按能量高低和強度展譜。波譜儀分光晶體0<=2dsin/n<2d；0<<90。通過改變，實現(xiàn)對某一特定波長x射

8、線光子進行分光的人造晶體。和d為線性關系，晶體選定時，測定即可確定發(fā)出x射線的元素類型。WDS與EDS對比比較項目WDSEDS元素分析范圍4Be92U11Na92U/4Be92U元素分析方法分光晶體逐個元素分析固態(tài)檢測器元素同時檢測能量辨率/eV高低靈敏度高低檢測效率低，隨波長而變化高，一定條件下是常數(shù)定量分析精度好差儀器特殊性多個分光晶體探頭液氮冷卻定量分析-如何獲得更準確的數(shù)據(jù)定量分析的準確與否，直接衡量電子探針的應用水平。要想獲得更準確的定量數(shù)據(jù)，需要注意以下幾方面：樣品，特別是目標區(qū)域，必須光潔平整，即在樣品制作時必須仔細拋光。小顆粒，粉末，松散的礦物（如粘土）想獲得很精確的定量結果是

9、很困難的。樣品本身的電子沖擊穩(wěn)定性也有較大影響。樣品對測試結果的影響在所有影響因素中占一半以上的比例。同種元素，在不同的化合狀態(tài)下，具有不同的x射線產(chǎn)額。所以標準樣品的選擇也很重要。標樣選擇對測試結果的影響占一小半比例。鍍碳膜厚度，儀器穩(wěn)定性，電子束穩(wěn)定性等也對測試結果有影響。在儀器運行狀態(tài)良好的情況下，影響較小。陰離子法化學式計算分析數(shù)據(jù)質量分數(shù)總和>99%氧原子法適用于不含水的氧化物和含氧鹽礦物對含OH-、F-、Cl-、S-等附加陰離子的礦物需要對氧進行矯正，計算過程較復雜。陽離子法計算化學式陽離子法計算化學式的基礎是認為礦物某些晶格位置上的陽離子數(shù)目相對固定。常用于成分結構復雜的鏈

10、狀、層狀硅酸鹽（角閃石、云母）。一般認為結構中小空隙的位置均被陽離子占據(jù)（電價高、半徑小、配位數(shù)低），計算時以這些位置上的單位陽離子數(shù)為基準。Ø例如白云母XY2Z4O10(OH,F)2，計算時一般以陽離子Y和Z之和為6為基準 輝石 XYZ2O6 換算系數(shù)=Of.u.O=62.718=2.2075單位分子陽離子數(shù) = 離子數(shù)*換算系數(shù)光譜分析Spectrum Analysis 方法名稱輻射源作用對象檢測信號莫斯鮑爾(g射線)光譜法g射線原子核吸收后的g射線X射線吸收光譜法X射線Z>10的重金屬原子的內(nèi)層電子透射X射線原子吸收光譜法紫外可見光氣態(tài)原子外層電子透射的紫外可見光紫外可見

11、吸收光譜法遠紫外光5200nm具有共軛結構有機分子外層電子和有色無機物價電子透射的紫外可見光近紫外光200360nm可見光360760nm紅外吸收光譜法近紅外光7602500nm(130004000cm-1)低于1000nm為分子價電子、至2500nm為分子基團振動透射的紅外光中紅外光4000400cm-1分子振動遠紅外光50500mm分子轉動電子自旋共振波譜法10000800000MHz微波未成對電子磁共振信號核磁共振波譜法60500MHz射頻原子核磁量子磁共振信號原子發(fā)射光譜法(atomic emission spectroscopy)氣態(tài)金屬原子與高能量粒子碰撞受激發(fā)，使分子外層電子由基

12、態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)。激發(fā)態(tài)的電子在極短時間內(nèi)便返回到基態(tài)或其他較低的能級。在返回過程中，原子可發(fā)射出一系列特征光譜線，它們按一定的順序排列，保持一定強度比例，通過這些譜線的特征來識別元素，測量譜線的強度來進行定量。金屬原子和物質分子受電磁輻射激發(fā)后，以發(fā)射輻射釋放能量返回基態(tài)，這種二次輻射稱為熒光或磷光，根據(jù)所測量的是由原子或分子發(fā)射的熒光、磷光譜線的波長和相應的強度，相應的技術分別叫原子熒光、分子熒光和分子磷光光譜法。紅外光譜，H2O分子的簡正運動，拉曼光譜。H2O分子的簡正運動 質譜分析Mass Spectrometry同位素的表示：在元素符號的前面，下腳標為質子數(shù)，上腳標為質量數(shù)。氧的同位素

13、：816O, 817O 818O碳的同位素：612C,613C等。由于某一元素的質子數(shù)是固定的，所以下腳標質子數(shù)可以忽略不寫；如16O、17O、18O、12C、13C等核衰變放射性同位素的原子核很不穩(wěn)定，會不間斷地、自發(fā)地放射出射線，直至變成另一種穩(wěn)定同位素，這就是所謂“核衰變”。衰變前的我們稱為母體、衰變后的產(chǎn)物，我們稱為子體。放射性同位素在進行核衰變的時候，可放射出射線、射線、射線和電子俘獲等，但是放射性同位素在進行核衰變的時候并不一定能同時放射出這幾種射線。半衰期半衰期是個統(tǒng)計學名詞當原子開始發(fā)生衰變，其數(shù)量會越來越少，衰變的速度也會因而減慢。例如一種原子的半衰期為一小時，一小時后其未衰

14、變的原子會剩下原來的二分一，兩小時后會是四分一，三小時后會是八分一。釙（Po）215： 0.0018秒鍶（Sr）90： 30年。釙（Po）216： 0.16秒銫（Cs）137： 30年鉍（Bi）212： 1小時鐳（Ra）226： 1620年鈉（Na）24： 15小時碳（C）14： 5730年碘（I）131： 8天钚（Pu）239： 24000年磷（P）32： 2周氯（Cl）36： 400000年鐵（Fe）59： 1.5月鈾（U）235： 7.1億年釙（Po）210： 3月鉀（K）40： 13億年鈷（Co）60： 5年鈾（U）238： 45億年氚（H3）： 12年穩(wěn)定同位素分餾穩(wěn)定同位素分餾(f

15、ractionation)是指在一系統(tǒng)內(nèi)某元素的同位素以不同的比例分配到兩種物相中的現(xiàn)象。最重要的一些成分發(fā)生變化的穩(wěn)定同位素包括H、C、N、O、S等。同位素分餾一般發(fā)生在以下幾種不同的化學反應和物理過程中：（1）在不同分子中某一元素的同位素發(fā)生再分配的同位素交換反應（雙向反應）；（2）反應速率取決于反應物和生成物的同位素組成的單向反應；（3）蒸發(fā)、凝結、溶化和結晶、吸附和解吸，以及濃度或溫度梯度引起的離子或分子的擴散等物理過程。不同分子或物相間同位素到達平衡后存在的分餾稱為同位素平衡分餾。偏離平衡的分餾稱為同位素動力分餾，它往往是由不同同位素的反應速率差異引起的。同位素分餾同位素分餾系數(shù)A-

16、B = RA/RB式中RA是在A相中重同位素與輕同位素之比， RB是在B相中重同位素與輕同位素之比是指一體系經(jīng)過同位素分餾過程后，在一種化合物（或一種狀態(tài)）中兩種同位素濃度比值與另一種化合物（或另一狀態(tài)）相應同位素濃度比值之間的商。由于一般不同物質間同位素比值都很接近， 值在0.9xxx至1.0xxx之間變化。 分餾系數(shù)與溫度有關，一般隨著溫度增加，趨近于1，因此同位素分餾可以作為環(huán)境溫度的指標。氧同位素在不同礦物中的熱平衡分餾礦物對氧同位素分餾與溫度的函數(shù)變化關系，即氧同位素溫度計圖示。注意：其主要適用范圍應為高溫區(qū)間。同位素的表示方法穩(wěn)定同位素的組成可用同位素比值來表示（），即樣品中的同位

17、素含量與標準樣品中相應同位素含量的相對比值（）。=R樣品-R標準R標準×1000式中R為樣品或標準的重/輕同位素比值。根據(jù)值和分餾系數(shù)的定義，可以推導出二者之間的關系如下：=RA/RB=(A+1000)/(B+1000)例：大氣和水圈中的氫、氧同位素H質量數(shù)含量,%O質量數(shù)含量,%199.98521699.75620.0148170.039180.205 水中氫氧同位素的各種組合有：H216O、 H217O、 H218O、 HD16O、 HD17O、 HD18O、 D216O、 D217O、 D218O。樣品的氫氧同位素組成用與同位素標準之間的差異來表示，即 氫氧同位素標準(SMOW

18、standard mean ocean water)為取自大西洋、印度洋和太平洋5002000m深處的平均海水，其D/H=156×10-6，18O/16O=2005×10-6。另一個氧同位素標準為PDB (Pee Dee Belemnitella)，為采自South California的Peedee地層組中的石炭紀擬箭石。兩種同位素標準之間的轉化關系為：18OSMOW1.03086×18OPDB30.86雨水線性方程(Craig,1961)：D=818O+10雨水的氫氧同位素變化范圍：18O約為10-60 ，D為40400 ；海水的D、18 O接近與0，但表層海

19、水的氫氧同位素存在以下關系：DK18 O，其中K在太平洋為7.5，北大西洋為6.5，紅海為6.0。 同位素研究的意義穩(wěn)定同位素在地質過程中有分餾現(xiàn)象，從而對地質過程有示蹤效果；放射性同位素的衰變可以作為地質體的年齡測定；放射性同位素與穩(wěn)定同位素的比值往往對地質過程也有示蹤效果。同位素的測試分析，對地質年代學、推斷地質甚至地球演化過程，有重要作用。 質譜儀質譜分析原理進樣系統(tǒng):1.氣體擴散2.直接進樣3.氣相色譜離子源: 1.電子轟擊2.化學電離3.場致電離4.激光 質量分析器: 1.單聚焦 2.雙聚焦3.飛行時間4.四極桿檢測器:質譜儀需要在高真空下工作：離子源（10 -3 10 -5 Pa）

20、質量分析器（10-6Pa）1大量氧會燒壞離子源的燈絲；2用作加速離子的幾千伏高壓會引起放電；3引起額外的離子分子反應，改變裂解模型，譜圖復雜化。質量分析器原理加速后離子的動能 :(1/2)mV2 = eVV= (2V)/(m/e) 1/2在磁場存在下，帶電離子按曲線軌跡飛行；離心力 =向心力；mv2/R= H0eV曲率半徑： R=（mv）/eH0質譜方程式：m/e = (H0R2) / 2V離子在磁場中的軌道半徑R取決于： m/e、 H0 、 V改變加速電壓V,可以使不同m/e的離子進入檢測器。質譜分辨率 = M / M（分辨率與選定分子質量有關）離子源與質譜儀器的分類Ø電子轟擊 E

21、lectron-impact Ionization Mass S（氣體質譜計）Ø表面熱電離Thermal Ionization Mass Spectrometry（TIMS/表面熱電離質譜計/固體質譜計）Ø二次離子化Secondary Ionization Mass Spectrometry（SIMS/離子探針質譜計）Ø電感耦合等離子化 Inductively Coupled PlasmaMass Spectrometry（ICPMS：等離子質譜計） 電子轟擊（氣體質譜計）型離子源適用于氣體電離在一定真空度下，關閉真空泵閥門，讓一定量的少量氣體進入離子源進行電離(

22、靜態(tài))?；蛘咴诓粩喑檎婵盏耐瑫r,氣體樣品通過一個氣體漏孔不斷進入離子源進行電離（動態(tài)）,即所謂粘滯流進樣。表面熱電離離子源（TIMS/表面熱電離質譜計/固體質譜計）熱電離是分析固體樣品同位素組成的常用離子源之一。將分析樣品涂敷于金屬絲(帶)的表面上，在真空中通以電流使金屬絲熾熱，樣品因受熱而蒸發(fā)，大部分是中性粒子，一部分以正或負離子形式脫出表面。固體質譜 傳統(tǒng)的質譜計一般要求化學分離出目的元素，因此難于分析一個礦物顆粒的同位素組成或礦物內(nèi)部同位素組成變化。此外，目的元素量越小，化學處理過程中引入的污染相對就越大。離子探針質譜計的設計避免這些，它可以分析很小礦物顆粒的同位素組成和元素含量。電感耦

23、合等離子化（ICPMS：等離子質譜計）用高頻(7MHz-56MHz)感應電源，通入Ar氣并使之與高頻發(fā)生器感應耦合形成高溫等離子體，把試樣通過霧化器導入高溫等離子體中進行電離。同位素測年的基本原理放射性同位素的核衰變過程是不依賴于外界條件,如溫度、壓力、電場、磁場的變化,而以其固有的速度自發(fā)地進行著衰變的。如果在一次地質作用中,某種放射性同位素以一定的狀態(tài)存在于該次地質作用所形成的或被改造的地質體(巖石或礦物)中,那么母體就在形成的礦物或巖石中隨著時間不斷地衰變,所形成的穩(wěn)定的子體同位素就將在礦物、巖石中不斷積累。只要該巖石、礦物自形成或被改造后一直保持著封閉狀態(tài),那么,巖石、礦物就像一座天然

24、的時鐘一樣,按照放射性衰變的定律,母體衰減,子體積累,不斷記錄下時間參數(shù)。這就是同位素地質年齡測定的基本原理。依據(jù)此原理,可以給出同位素地質年齡測定的公式為：t= ( 1/K) ln( D/N+ 1)式中K為衰變常數(shù); D為累積的子體量; N為現(xiàn)在的母體量; t為至今的時間同位素測年的方法簡述1、U- Pb法:是最早用來測定地質年齡的放射性方法之一,也是國內(nèi)目前最重要的同位素測年方法。近10年來,近乎完美的鋯石微區(qū)U- Pb年齡測定技術的引進對我國的地質科學研究起到了巨大的推動作用,并且其應用領域仍在進一步擴展中。2、Rb- Sr法:是一個應用很廣泛的方法,利用等時線技術可以測定侵入巖、火山巖

25、、變質巖和某些沉積巖的同位素地質年齡。在用Rb- Sr同位素系統(tǒng)測定中酸性侵入巖和火山巖的年齡時,如果巖石迅速冷卻,無論用全巖等時線法或礦物等時線法得到的年齡都可能是巖石的形成年齡。對于變質巖,礦物Rb- Sr等時線年齡一般代表巖石遭受最后一次強變質熱事件Sr同位素均一化時間。對于沉積巖,可以利用Rb- Sr法測定成巖自生礦物年齡。對于金屬礦床,可以用包裹體的Rb- Sr等時線確定礦床的形成時間。通過斷層和韌性剪切帶形成的礦物的Rb- Sr年齡測定,可以限定構造形成時間。Rb- Sr法最大缺點是,由于Rb的流動性,極易形成開放系統(tǒng),從而得到不正確的年齡。此外,還經(jīng)常受到假等時線的困擾。3、Ar

26、-Ar法:已經(jīng)成為同位素地質年代學研究最主要的方法之一。該方法具有以下特點:a.測量的時間域較寬,最老可到3800 Ma(月巖年齡) ,最年輕可測到千年級(意大利維蘇威火山噴發(fā)年齡) ;b.測量對象廣泛,原則上,所有的含鉀礦物、巖石都可以用作Ar-Ar法同位素測年,甚至含有微量鉀鹽包裹體的非鉀礦物如石英、閃鋅礦等也有成功測定出Ar-Ar年齡的報道;c.獨特的分步加熱技術和內(nèi)部組分的Ar同位素相關圖處理技術不僅可以獲得高精度的年齡,還可以揭示被測定對象所經(jīng)歷的多期地質演化信息;d.和激光技術配套可以直接在巖石光片上尋找待測礦物進行微區(qū)(幾十微米)幾百微米) Ar-Ar測年,從而能夠獲得變質巖P-

27、 T- t軌跡研究中最精確的時間信息;e.應用領域廣泛,幾乎所有的地質學分支學科中都有應用;f.f.是礦床年代學研究的最主要的技術手段;g.是同位素熱年代學研究的支柱技術。Ar-Ar法測年也有其局限性:首先是分析技術復雜導致其成本高、分析周期長。其次中子參數(shù)測定的準確性直接影響樣品年齡測定的準確性。核反沖效應會導致極細粒的粘土礦物Ar-Ar年齡結果偏高。對于古元古代和太古宙古老變質巖樣品,由于可能存在K和Ar的自然擴散作用或后期變質、變形等多因素的擾動作用,用Ar-Ar法很難測出早期的變質事件年齡。4、Sm-Nd法:由于Sm-Nd體系的保存性能良好,抗蝕變和變質作用的能力較強,因此Sm-Nd法

28、年齡能代表原巖生成的時間和反映成巖物質源區(qū)的特性。對于基性巖、超基性巖,對太古宙古老巖石, Sm-Nd等時線法是較好的測年方法。Sm-Nd模式年齡代表地殼巖石從CHUR地幔源中分異出來的時間,利用碎屑沉積巖的模式年齡可以鑒別沉積物的源區(qū),判斷巖石形成構造背景,了解其物源區(qū)存留地殼的平均年齡,揭示地殼形成和演化歷史等。其缺點是由于Sm、Nd地球化學性質的類似,地質作用過程中難以發(fā)生相互分離,Sm、Nd在巖石中的比值變化范圍就很小,給Sm-Nd等時線法測年帶來了困擾,有時不能給出正確可信的年齡。5、Re-Os法:是目前能夠直接測定金屬礦床礦化年齡的唯一成熟方法。但在實驗技術和應用方面還存在不少問題

29、: a.近年來發(fā)現(xiàn)有些金屬礦床輝鉬礦的Re-Os年齡高于其賦礦圍巖的年齡,原因不明; b.黃鐵礦等多數(shù)硫化物礦物含Re量很低,并含有一定程度的普通Os,對樣品化學制備過程中低本底的要求很高,一般實驗室難以達到,普通Os也難以準確扣除; c.后期的熱液活動有時可以使Os同位素發(fā)生重置,因此,金屬硫化物Re-Os同位素體系封閉溫度及其影響因素是一個亟待解決的問題。6、( U- Th) / H e法: ( U- T h) / H e同位素系統(tǒng)的優(yōu)勢是其封閉溫度是已有同位素體系中最低的,能夠記錄地質體經(jīng)歷較低溫度范圍的時代與溫度信息。該方法在礦床年代學研究中也具有可觀應用前景。其不足之處是因為封閉溫度

30、很低,在用于地質體定年時要特別關注冷卻速率和再加熱作用的影響。 另外關于同位素的應用還有很多，比如同位素地質溫度計、C、H、O、S、Sr等同位素示蹤等等，這些都是現(xiàn)代地球化學研究的熱門領域，前沿領域。同時研究和開發(fā)新的同位素在自然科學中的應用也是人們熱衷的領域之一。測試方法和技術是個不斷發(fā)展的學科，新的測試方法和理論隨著自然科學的發(fā)展不斷涌現(xiàn)，要求大家時刻保持謹慎的心態(tài)，不斷探索和學習。熱分析熱分析的四大支柱差熱分析(Differential Thermal Analysis)差示掃描量熱分析(Differential Scanning Calorimetry )熱重分析(Thermo-Gra

31、vimetric Analysis)熱膨脹法(Thermal Dilation Method) 幾種主要的熱分析法及其測定的物理化學參數(shù) 熱電效應與熱電偶兩種不同材料的端或自由端、金屬絲兩端牢靠地接觸在一起，組成下圖所示的閉合回路，當兩個接觸點(稱為結點)溫度T和T0不相同時，回路中既產(chǎn)生電勢，并有電流流通，這種把熱能轉換成電能的現(xiàn)象稱為熱電效應。兩個結點中與被測介質接觸的一端稱為測量端或工作端、熱端，另一個稱為參考冷端。 差熱電偶將兩個反極性的熱電偶串聯(lián)起來，就構成了可用于測定兩個熱源之間溫度差的溫差熱電偶。 加熱爐樣品，對比物，熱電偶控制系統(tǒng)，輸出系統(tǒng)天平 控制系統(tǒng) 熱電效應與熱電偶兩種不

32、同材料的端或自由端、金屬絲兩端牢靠地接觸在一起，組成下圖所示的閉合回路，當兩個接觸點(稱為結點)溫度T和T0不相同時，回路中既產(chǎn)生電勢，并有電流流通，這種把熱能轉換成電能的現(xiàn)象稱為熱電效應。兩個結點中與被測介質接觸的一端稱為測量端或工作端、熱端，另一個稱為參考冷端。差熱電偶將兩個反極性的熱電偶串聯(lián)起來，就構成了可用于測定兩個熱源之間溫度差的溫差熱電偶。典型的DTA曲線圖中基線相當于DT=0，樣品無熱效應發(fā)生，向上和向下的峰反映了樣品的放熱、吸熱過程。 樣品量對DTA曲線的影響試樣用量的多少與顆粒大小對DTA曲線有著類似的影響，試樣用量多，放熱效應大，峰頂溫度滯后，容易掩蓋鄰近小峰谷，特別是對在

33、反應過程中有氣體放出的熱分解反應。因此：試樣的用量以少為原則。硅酸鹽試樣用量：0.20.3克 試樣的裝填疏密對DTA曲線的影響試樣的堆積方式，決定著試樣體積的大小。在試樣用量、顆粒度相同的情況下裝填疏密不同也影響著產(chǎn)物的擴散速度和試樣的傳熱快慢，因而影響DTA曲線的形態(tài)。因此裝填要求：薄而均勻試樣和參比物的裝填情況一致結晶度:有人研究了試樣的結晶度對DTA曲線的影響。發(fā)現(xiàn)結晶度不同的高嶺土的脫水吸熱峰面積隨樣品結晶度的減小而減小，隨結晶度的增加，峰形更尖銳。通常也不難看出，結晶良好的礦物，其結構水的脫水溫度相應要高些。純度：天然礦物都含有各種各樣的雜質，含有雜質的礦物和純礦物比較，其DTA曲線的形態(tài)和溫度都可能不同。離子取代：物質中某些離子被其它離子取代時，可使DTA曲線的峰谷形態(tài)和溫度發(fā)生變化。 升溫速度對DTA曲線的影響升溫速度的快慢對差熱曲線的基線、峰形和溫度都有明顯的影響。升溫越快，導致熱焓變化越快，更多的反應將發(fā)生在相同的時間間隔內(nèi)，峰的高度，峰頂或溫差將會變大，因而出現(xiàn)尖銳而狹窄的峰。升溫速度不同明顯影響峰頂溫度向高溫偏移。升溫速度不同，影響相鄰峰的分辨率。較低的升溫速度使相鄰峰易于分開，而升溫速度太快容易使相鄰峰谷合并