材料研究方法熱分析

1、熱分析技術(shù),第五章 熱分析,一、熱分析技術(shù)及分類 熱分析是在程序控制溫度下，測(cè)量物質(zhì)的物理性質(zhì)隨溫度變化的一類技術(shù)。 程序控制溫度：指用固定的速率加熱或冷卻。 物理性質(zhì)：包括物質(zhì)的質(zhì)量、溫度、熱焓、尺寸、機(jī)械、聲學(xué)、電學(xué)及磁學(xué)性質(zhì)等。,熱分析 thermal analysis,什么是 熱分析？,熱分析的主要方法,熱分析的儀器,熱分析曲線圖和數(shù)據(jù)集,熱分析,熱重法,差熱分析,程序溫度下，測(cè)物質(zhì)和參比物的溫度差與溫度關(guān)系的技術(shù),什么是熱分析？,thermal analysis,程序溫度下，測(cè)物質(zhì)的物理性質(zhì)與溫度關(guān)系的一類技術(shù),只要將總定義中的物理性質(zhì)代換成諸如質(zhì)量、溫差等物理量，就很容易得到各種熱

2、分析方法的定義,簡(jiǎn) 介,熱分析法是所有在高溫過程中測(cè)量物質(zhì)熱性能技術(shù)的總稱。 它是在程序控制溫度下，測(cè)量物質(zhì)的物理性質(zhì)與溫度的關(guān)系。 這里“程序控制溫度”是指線性升溫、線性降溫、恒溫等； “物質(zhì)”可指試樣本身，也可指試樣的反應(yīng)產(chǎn)物； “物理性質(zhì)”可指物質(zhì)的質(zhì)量、溫度、熱量、尺寸、機(jī)械特征、聲學(xué)特征、光學(xué)特征、電學(xué)特征及磁學(xué)特征的任何一種。,熱分析的起源及發(fā)展,1780年，英國(guó)的Higgins使用天平研究石灰粘結(jié)劑和生石灰受熱重量變化。 1899年，英國(guó)的Roberts-Austen第一次使用了差示熱電偶和參比物，大大提高了測(cè)定的靈敏度。正式發(fā)明了差熱分析（DTA）技術(shù)。 1903年，Tamma

3、nn首次提出“熱分析”術(shù)語。 1915年，日本的本多光太郎，在分析天平的基礎(chǔ)上研制了“熱天平”即熱重法（TG），后來法國(guó)人也研制了熱天平技術(shù)。,熱分析的起源及發(fā)展,1945年，首批商品化熱分析天平生產(chǎn)。 1964年，美國(guó)的Watson和ONeill在DTA技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā) 明了差示掃描量熱法（DSC），美國(guó)PE公司最先生產(chǎn)了差示掃描量熱儀，為熱分析熱量的定量作出了貢獻(xiàn)。 1965年，英國(guó)的Mackinzie (Redfern等人發(fā)起，召開了第一次國(guó)際熱分析大會(huì)，并于1968年成立了國(guó)際熱分析協(xié)會(huì)（ICTA）。 1979年，中國(guó)成立中國(guó)化學(xué)會(huì)化學(xué)熱力學(xué)和熱分析專業(yè) 委員會(huì)。,熱分析技術(shù)的分類 差熱

4、分析 示差掃描量熱分析 熱重分析 逸出氣體分析 熱膨脹儀 熱力法 熱光法 電磁熱分析 放射熱分析等,熱分析技術(shù)分類,熱分析四大支柱 差熱分析、熱重分析、 差示掃描量熱分析、熱機(jī)械分析 用于研究物質(zhì)的晶型轉(zhuǎn)變、融化、升華、吸附等物理現(xiàn)象以及脫水、分解、氧化、還原等化學(xué)現(xiàn)象。 快速提供被研究物質(zhì)的熱穩(wěn)定性、熱分解產(chǎn)物、熱變化過程的焓變、各種類型的相變點(diǎn)、玻璃化溫度、軟化點(diǎn)、比熱、純度、爆破溫度和高聚物的表征及結(jié)構(gòu)性能等。,原理,儀器,應(yīng)用,差熱法 DTA,Differential thermal analysis,二、差熱分析,差熱分析（Differential Thermal Analysis）

5、，簡(jiǎn)稱DTA 是在程序控制溫度下測(cè)定物質(zhì)和參比物之間的溫度差和溫度關(guān)系的一種技術(shù)。 參比物： 在測(cè)定條件下不產(chǎn)生任何熱效應(yīng) 的惰性物質(zhì),差熱分析儀,差熱分析儀,差熱分析的基本原理,差熱分析是在程序控制溫度下測(cè)量物質(zhì)和參比物之間的溫度差和溫度關(guān)系的一種技術(shù)(DTA)。,1、差熱分析儀及其測(cè)量曲線的形成： 差熱分析儀由加熱爐、樣品支持器、溫差熱電偶、程序溫度控制單元和記錄儀組成。試樣和參比物處在加熱爐中相等溫度條件下，溫差熱電偶的兩個(gè)熱端，其一端與試樣容器相連，另一端與參比物容器相連，溫差熱電偶的冷端與記錄儀表相連。,圖1 差熱分析儀結(jié)構(gòu)示意圖 1-參比物；2-樣品；3-加熱塊；4-加熱器；5-加

6、熱塊熱電偶；6-冰冷聯(lián)結(jié)；7-溫度程控；8-參比熱電偶；9-樣品熱電偶；10-放大器；11-x-y記錄儀,2. 差熱分析儀 由加熱爐、試樣容器、熱電偶、溫度控制系統(tǒng)及放大、記錄系統(tǒng)等部分組成。,原理,thermal analysis,恒定加熱速率時(shí)，測(cè)樣品溫度的變化速率,通常T穩(wěn)速上升，熔化或吸/放熱反應(yīng)T平臺(tái),參比物：在所測(cè)范圍內(nèi)不發(fā)生任何熱效應(yīng),記錄樣品與參比物之間的溫差,Al2O3,儀器,thermal analysis,樣品,參比物,電熱絲,熱電偶,金屬,差熱分析原理 熱電偶與差熱電偶,差熱分析原理圖,熱電效應(yīng)與熱電偶 兩種不同材料的金屬絲兩端牢靠地接觸在一起，組成下圖所示的閉合回路，

7、當(dāng)兩個(gè)接觸點(diǎn)(稱為結(jié)點(diǎn))溫度T和T0不相同時(shí)，回路中既產(chǎn)生電勢(shì)，并有電流流通，這種把熱能轉(zhuǎn)換成電能的現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。 兩個(gè)結(jié)點(diǎn)中與被測(cè)介質(zhì)接觸的一端稱為測(cè)量端或工作端、熱端，另一個(gè)稱為參考端或自由端、冷端。,5.2差熱分析5.1.1差熱分析的基本原理,熱電偶與差熱電偶 將兩個(gè)反極性的熱電偶串聯(lián)起來，就構(gòu)成了可用于測(cè)定兩個(gè)熱源之間溫度差的溫差熱電偶。,5.2差熱分析5.2.1差熱分析的基本原理,（1）加熱爐 爐內(nèi)有均勻溫度區(qū)，使試樣均勻受熱； 程序控溫，以一定速率均勻升（降）溫，控制精度高； 電爐熱容量小，便于調(diào)節(jié)升、降溫速度； 爐子的線圈無感應(yīng)現(xiàn)象，避免對(duì)熱電偶電流干擾； 爐子體積小、重量輕

8、，便于操作和維修。 使用溫度上限1100以上，最高可達(dá)1800 。,（2）試樣容器 容納粉末狀樣品。 在耐高溫條件下選擇傳導(dǎo)性好的材料。 耐火材料：鎳（1300K）等。 樣品坩堝：陶瓷材料、石英質(zhì)、剛玉質(zhì)和鉬、鉑、鎢等。,（3）熱電偶 差熱分析的關(guān)鍵元件。 產(chǎn)生較高溫差電動(dòng)勢(shì)，隨溫度成線性關(guān)系的變化； 能測(cè)定較的溫度，測(cè)溫范圍寬，長(zhǎng)期使用無物理、化學(xué)變化，高溫下耐氧化、耐腐蝕； 比電阻小、導(dǎo)熱系數(shù)大； 電阻溫度系數(shù)和熱容系數(shù)較??； 足夠的機(jī)械強(qiáng)度，價(jià)格適宜。 銅-康銅（長(zhǎng)期350 /短期500 ）、 鐵-康銅（600/800 ）、鎳鉻-鎳鋁（1000/1300 ）、 鉑-鉑銠(1300/160

9、0 )、銥-銥銠（1800/2000 ）。,2、差熱分析曲線 國(guó)際熱分析協(xié)會(huì)ICTA （International Confederation for Thermal Analysis ） 差熱分析DTA是將試樣和參比物置于同一環(huán)境中以一定速率加熱或冷卻，將兩者間的溫度差對(duì)時(shí)間或溫度作記錄的方法。 DTA曲線：縱坐標(biāo)代表溫度差T，吸熱過程顯示一根向下的峰，放熱過程顯示一根向上的峰。橫坐標(biāo)代表時(shí)間或溫度，從左到右表示增加。,對(duì)比試樣的加熱曲線與差熱曲線可見： 當(dāng)試樣在加熱過程中有熱效應(yīng)變化時(shí)，則相應(yīng)差熱曲線上就形成了一個(gè)峰谷。 不同的物質(zhì)由于它們的結(jié)構(gòu)、成分、相態(tài)都不一樣，在加熱過程中發(fā)生物理、

10、化學(xué)變化的溫度高低和熱焓變化的大小均不相同，因而在差熱曲線上峰谷的數(shù)目、溫度、形狀和大小均不相同，這就是應(yīng)用差熱分析進(jìn)行物相定性、定量分析的依據(jù)。,5.2差熱分析5.2.1差熱分析的基本原理,2、差熱分析的基本理論 H=KS 差熱曲線的峰谷面積S和反應(yīng)熱效應(yīng)H成正比，反應(yīng)熱效應(yīng)越大，峰谷面積越大。 具有相同熱效應(yīng)的反應(yīng)，傳熱系數(shù)K越小，峰谷面積越大，靈敏度越高。,5.2差熱分析5.2.1差熱分析的基本原理,（二）、差熱曲線的形成,1、DTA曲線的特征 DTA曲線是將試樣和參比物置于同一環(huán)境中以一定速率加熱或冷卻，將兩者的溫度差對(duì)時(shí)間或溫度作記錄而得到的。DTA曲線的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是這樣表示的，縱坐標(biāo)

11、代表溫度差T，吸熱過程是一個(gè)向下的峰，放熱過程是一個(gè)向上的峰；橫坐標(biāo)代表時(shí)間或溫度。,5.2差熱分析5.2.2差熱分析曲線,差熱分析曲線,溫差,溫度,2、DTA曲線的溫度測(cè)定及標(biāo)定：外推法（反應(yīng)起點(diǎn)、轉(zhuǎn)變點(diǎn)、終點(diǎn)） 外延始點(diǎn)：指峰的起始邊陡峭部分的切線與外延基線的交點(diǎn)。 國(guó)際熱分析協(xié)會(huì)（ICTA）采用外延起始溫度來表示反應(yīng)的起始溫度。 外延起始溫度表示反應(yīng)的起始溫度,差熱反應(yīng)起始溫度的確定 外延始點(diǎn)溫度,典型的DTA曲線,thermal analysis,DTA曲線,基線、峰、峰寬、峰高、峰面積。,基線：DTA曲線上T 近似等于0的區(qū)段。 峰：DTA曲線離開基線 又回到基線的部分，包括 放熱峰

12、和吸熱峰。 峰寬：DTA曲線偏離基 線又返回基線兩點(diǎn)間的距 離或溫度間距。 峰高：表示試樣和參比 物之間的最大溫度差。 峰面積：指峰和內(nèi)插基 線之間所包圍的面積。,5.2差熱分析5.2.2差熱分析曲線,3、影響DTA曲線的儀器因素 爐子尺寸 均溫區(qū)與溫度梯度的控制 坩堝大小和形狀 熱傳導(dǎo)性控制 差熱電偶性能 材質(zhì)、尺寸、形狀、靈敏度選擇 熱電偶與試樣相對(duì)位置 熱電偶熱端應(yīng)置于試樣中心 記錄系統(tǒng)精度,4、影響DTA曲線的試樣因素 （1）熱容量和熱導(dǎo)率的變化 應(yīng)選擇熱容量及熱導(dǎo)率和試樣相近的作為參比物,反應(yīng)前基線低于反應(yīng)后基線，表明反應(yīng)后試樣熱容減小。,反應(yīng)前基線高于反應(yīng)后基線，表明反應(yīng)后試樣熱容

13、增大。,（2）試樣的顆粒度 試樣顆粒越大，峰形趨于扁而寬。反之，顆粒越小，熱效應(yīng)溫度偏低，峰形變小。 顆粒度要求：100目-300目（0.04-0.15mm）,（3）試樣的結(jié)晶度、純度和離子取代 結(jié)晶度好，峰形尖銳；結(jié)晶度不好，則峰面積要小。 純度、離子取代同樣會(huì)影響DTA曲線。 （4）試樣的用量 試樣用量多，熱效應(yīng)大，峰頂溫度滯后，容易掩蓋鄰近小峰谷。 以少為原則。 硅酸鹽試樣用量：0.20.3克,試樣用量的多少與顆粒大小對(duì)DTA曲線有著類似的影響，試樣用量多，放熱效應(yīng)大，峰頂溫度滯后，容易掩蓋鄰近小峰谷，特別是對(duì)在反應(yīng)過程中有氣體放出的熱分解反應(yīng)。,因此：試樣的用量 以少為原則。 硅酸鹽試

14、樣用量：0.20.3克,(3)試樣的結(jié)晶度、純度與離子取代,結(jié)晶度:有人研究了試樣的結(jié)晶度對(duì)DTA曲線的影響。發(fā)現(xiàn)結(jié)晶度不同的高嶺土的脫水吸熱峰面積隨樣品結(jié)晶度的減小而減小，隨結(jié)晶度的增加，峰形更尖銳。通常也不難看出，結(jié)晶良好的礦物，其結(jié)構(gòu)水的脫水溫度相應(yīng)要高些。,純度：天然礦物都含有各種各樣的雜質(zhì)，含有雜質(zhì)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。,（4）溫度控制系統(tǒng) 以一定的程序來調(diào)節(jié)升溫或降溫的裝置， 1100K/min，常用的為120K/min。 （5）記錄系統(tǒng),（5）試樣的裝填 裝填要求：薄而均勻 試樣和參比物的裝填情況一致 （6）熱中性體（參比物） 整個(gè)測(cè)溫范圍無熱反

15、應(yīng) 比熱與導(dǎo)熱性與試樣相近 粒度與試樣相近（100300目篩） 常用的參比物：Al2O3 （經(jīng)1270K煅燒的高純氧化鋁粉， Al2O3晶型）,離子取代：物質(zhì)中某些離子被其它離子取代時(shí)，可使DTA曲線的峰谷形態(tài)和溫度發(fā)生變化。,5、影響DTA曲線的操作因素 （1）加熱速度 加熱速度快，峰尖而窄，形狀拉長(zhǎng)，甚至相鄰峰重疊。 加熱速度慢，峰寬而矮，形狀扁平，熱效應(yīng)起始溫度超前。 常用升溫速度：1-10K/min， 硅酸鹽材料715K/min。,升溫速度對(duì)硫酸鈣相鄰峰谷的影響,合適,過快,升溫速度的快慢對(duì)差熱曲線的基線、峰形和溫度都有明顯的影響。 a、升溫越快，導(dǎo)致熱焓變化越快，更多的反應(yīng)將發(fā)生在相

16、同的時(shí)間間隔內(nèi)，峰的高度，峰頂或溫差將會(huì)變大，因而出現(xiàn)尖銳而狹窄的峰。,（2）壓力和氣氛 對(duì)體積變化大試樣，外界壓力增大，熱反應(yīng)溫度向高溫方向移動(dòng)。 氣氛會(huì)影響差熱曲線形態(tài)。 （3）熱電偶熱端位置 插入深度一致，裝填薄而均勻。 （4）走紙速度（升溫速度與記錄速度的配合） 走紙速度與升溫速度相配合。 升溫速度10K/min/走紙速度30cm/h。,b、升溫速度不同明顯影響峰頂溫度向高溫偏移。 c、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。,(5)爐內(nèi)氣氛:爐內(nèi)氣氛對(duì)碳酸鹽、硫化物、硫酸鹽等類礦物加熱過程中的行為有很大影響，某些礦物試樣在不

17、同的氣氛控制下會(huì)得到完全不同的DTA曲線。 試驗(yàn)表明，爐內(nèi)氣氛的氣體與礦物試樣熱分解產(chǎn)物一致，那么分解反應(yīng)所產(chǎn)生的起始、終止和峰頂溫度增高。,試樣的裝填疏密，即試樣的堆積方式，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(kuò)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,通常氣氛控制有兩種形式：一種是靜態(tài)氣氛，一般為封閉系統(tǒng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，樣品上空逐漸被分解出來的氣體所包圍，將導(dǎo)致反應(yīng)速度減慢，反應(yīng)溫度向高溫方向偏移。另一種是動(dòng)態(tài)氣氛，氣氛流經(jīng)試樣和參比物，分解產(chǎn)物所產(chǎn)生的氣體不斷被動(dòng)態(tài)氣氛帶走，只要控

18、制好氣體的流量就能獲得重現(xiàn)性好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。,除上面討論的諸因素影響差熱曲線外，量程、紙速的改變也可改變差熱曲線的形態(tài)。,利用DTA來研究物質(zhì)的變化，首先要對(duì)DTA曲線上每一個(gè)峰谷進(jìn)行解釋，即根據(jù)物質(zhì)在加熱過程中所產(chǎn)生峰谷的吸熱、放熱性質(zhì)，出峰溫度和峰谷形態(tài)來分析峰谷產(chǎn)生的原因。,復(fù)雜的礦物通常具有比較復(fù)雜的DTA曲線，有時(shí)也許不能對(duì)所有峰谷作出合理的解釋。但每一種化合物的DTA曲線卻象“指紋”一樣表征該化合物的特性。,在進(jìn)行較復(fù)雜的試樣的DTA分析時(shí)只要結(jié)合試樣來源，考慮影響DTA曲線形態(tài)的因素，對(duì)比每一種物質(zhì)的DTA“指紋”，峰谷的原因就不難解釋。,6、DTA曲線的解析 （1）含水礦物的脫水

19、 普通吸附水脫水溫度：100110 。 層間結(jié)合水或膠體水：400 內(nèi)，大多數(shù)200或300 內(nèi)。 架狀結(jié)構(gòu)水：400 左右。 結(jié)晶水：500 內(nèi)，分階段脫水。 結(jié)構(gòu)水：450 以上。,（1）礦物的脫水 幾乎所有礦物都有脫水現(xiàn)象，脫水時(shí)產(chǎn)生吸熱效應(yīng)，在DTA曲線上表現(xiàn)為吸熱峰，在1000以內(nèi)都可能出現(xiàn)。脫水溫度及峰谷形態(tài)隨水的類型、水的多少和物質(zhì)的結(jié)構(gòu)而異。 普通吸附水的脫水溫度為100-110。存在于層狀硅酸鹽結(jié)構(gòu)層中的層間水或膠體礦物中的膠體水在400oC以內(nèi)脫出，但多數(shù)在200-300oC以內(nèi)脫出，只有架狀結(jié)構(gòu)中的水才在400oC左右大量脫出。 存在于礦物晶格中的結(jié)晶水溫度可以很低，但在

20、500oC以內(nèi)都存在，其特點(diǎn)是分階段脫水，DTA曲線上有明顯的階段脫水峰。 結(jié)構(gòu)水一般在450 以上才能脫出。,水泥水合反應(yīng)DTA曲線,（2）礦物分解放出氣體吸熱 （3）氧化反應(yīng)放熱 （4）非晶態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)物質(zhì)放熱 （5）晶型轉(zhuǎn)變 由低溫變體向高溫變體轉(zhuǎn)變吸熱，非平衡態(tài)晶體的轉(zhuǎn)變放熱。,峰谷產(chǎn)生的原因,膠凝材料水化過程的研究 高溫材料的研究 類質(zhì)同象礦物的研究,玻璃的差熱分析譜,7、差熱分析的應(yīng)用 （1）膠凝材料水化過程研究,高鋁水泥水化曲線 99：脫去游離水和C-S-H凝膠脫水的吸熱峰 262 ：等軸晶系的脫水吸熱峰,（2）研究玻璃轉(zhuǎn)變溫度和析晶溫度,碲酸鹽玻璃差熱分析譜,玻璃化溫度,析

21、晶溫度,還原氣氛,正常氣氛,玻璃形成能力判據(jù),T=Tx-Tg，T越大，玻璃越穩(wěn)定。 熱穩(wěn)定參數(shù) H=(Tx-Tg)/Tg，H越大，玻璃越穩(wěn)定 熱穩(wěn)定參數(shù) S(Tp-Tx)(Tx-Tg)/Tg，S越大，玻璃越穩(wěn)定。 動(dòng)力學(xué)析晶參數(shù) K(Tp)=v exp(-E/RTp)，K(Tp)越小，玻璃越穩(wěn)定。 析晶活化能E，E越小，越不容易析晶,TeO2-Nb2O5系統(tǒng)玻璃,DTA在微晶玻璃中的研究,晶化與核化,轉(zhuǎn)變溫度與晶化溫度,核化溫度：接近Tg溫度而低于膨脹軟化點(diǎn)。 晶化溫度：放熱峰上升點(diǎn)至峰頂溫度范圍。,核化峰不明顯，且與晶化峰分開較大，結(jié)晶較細(xì)，可一步法析晶,核化峰和晶化放熱峰較明顯,典型微晶玻

22、璃差熱曲線，可采用二步法,晶化放熱峰顯著，但在其峰前有一較大的吸熱峰（軟化變形），制品易變形，結(jié)晶能力不好，性能不優(yōu)良。,晶化放熱峰明顯，且有兩個(gè)以上的放熱峰，如核化峰不明顯，可采取一步法工藝；如核化峰明顯，可采用二步法處理工藝，制品多為多晶微晶玻璃,硅酸鋰玻璃DTA曲線,二、差熱曲線分析與應(yīng)用,依據(jù)差熱分析曲線特征，如各種吸熱與放熱峰的個(gè)數(shù)、形狀及相應(yīng)的溫度等，可定性分析物質(zhì)的物理或化學(xué)變化過程，還可依據(jù)峰面積半定量地測(cè)定反應(yīng)熱。,表2 差熱分析中產(chǎn)生放熱峰和吸熱峰的大致原因,（1）定性分析：定性表征和鑒別物質(zhì)， 依據(jù)：峰溫、形狀和峰數(shù)目 方法：將實(shí)測(cè)樣品DTA曲線與各種化合物的標(biāo)準(zhǔn)（參考）

23、DTA曲線對(duì)照。 標(biāo)準(zhǔn)卡片有：薩特勒(Sadtler)研究室出版的卡片約2000張和麥肯齊(Mackenzie)制作的卡片1662張(分為礦物、無機(jī)物與有機(jī)物三部分)。 （2）定量分析 依據(jù)：峰面積。因?yàn)榉迕娣e反映了物質(zhì)的熱效應(yīng)（熱焓），可用來定量計(jì)算參與反應(yīng)的物質(zhì)的量或測(cè)定熱化學(xué)參數(shù)。 （3）借助標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，可以說明曲線的面積與化學(xué)反應(yīng)、轉(zhuǎn)變、聚合、熔化等熱效應(yīng)的關(guān)系。,應(yīng)用,圖3 差熱分析法測(cè)定相圖 (a)測(cè)定的相圖 (b)DTA曲線,圖4 聚苯乙烯的DTA曲線,圖5 為差熱分析法用于共混聚合物鑒定示例。 依據(jù)共混物DTA曲線上的特征峰(熔融吸熱峰)確定共混物由高壓聚乙烯(HPPE)、低壓聚

24、乙烯(LPPE)、聚丙烯(PP)、聚次甲氧基(POM)、尼龍6(Nylon 6)、尼龍66(Nylon 66)和聚四氟乙烯(PTFE)7種聚合物組成。,三、差示掃描量熱分析法,DTA面臨的問題 定性分析，靈敏度不高 差示掃描量熱分析法（DSC） Differential Scaning Calarmeutry 通過對(duì)試樣因熱效應(yīng)而發(fā)生的能量變化進(jìn)行及時(shí)補(bǔ)償，保持試樣與參比物之間溫度始終保持相同，無溫差、無熱傳遞，使熱損失小，檢測(cè)信號(hào)大。靈敏度和精度大有提高，可進(jìn)行定量分析。,種類：按測(cè)量方式分功率補(bǔ)償型差示掃描量熱法和熱流型差示掃描量熱法。,1、功率補(bǔ)償型差示掃描量熱法 采用零點(diǎn)平衡原理。試樣

25、和參比物具有獨(dú)立的加熱器和傳感器。即在試樣和參比物容器下各裝有一組補(bǔ)償加熱絲。,1、差示掃描量熱分析原理 （1）功率補(bǔ)償型差示掃描量熱法 零點(diǎn)平衡原理,例如，試樣吸熱，補(bǔ)償系統(tǒng)流入試樣側(cè)熱絲的電流增大，試樣放熱，補(bǔ)償系統(tǒng)流入?yún)⒈任飩?cè)熱絲的電流增大，直至試樣和參比物二者的熱量平衡，溫差消失。,整個(gè)儀器由兩個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，其中一個(gè)控制溫度，使試樣和參比物在預(yù)定速率下升溫或降溫，另一個(gè)控制系統(tǒng)用于補(bǔ)償試樣和參比物之間所產(chǎn)生的溫差，即當(dāng)試樣由于熱反應(yīng)而出現(xiàn)溫差時(shí)，通過補(bǔ)償控制系統(tǒng)使流入補(bǔ)償熱絲的電流發(fā)生變化。,2、熱流型差示掃描量熱法 熱流式和熱通量式，都是采用DTA原理的量熱法,注意：隨試樣溫度

26、升高，試樣與周圍環(huán)境溫差變?cè)酱?，造成量熱損失，使測(cè)量精度下降，因而DSC的測(cè)溫范圍通常低于800,（2）熱流型差示掃描量熱法 通過測(cè)量加熱過程中試樣熱流量達(dá)到DSC分析的目的，試樣和參比物仍存在溫度差。 采用差熱分析的原理來進(jìn)行量熱分析。 熱流式、熱通量式。,熱流式差示掃描量熱儀 利用康銅電熱片兼作試樣、參比物支架底盤和測(cè)溫?zé)犭娕肌?儀器自動(dòng)改變差示放大器的放大系數(shù)，補(bǔ)償因溫度變化對(duì)試樣熱效應(yīng)測(cè)量的影響。,熱通量式差示掃描量熱法 利用熱電堆精確測(cè)量試樣和參比物溫度，靈敏度和精確度高，用于精密熱量測(cè)定。,DTA與DSC比較 DTA:定性分析、測(cè)溫范圍大 DSC:定量分析、測(cè)溫范圍800以下(16

27、50 ) DSC的溫度、能量和量程校正 利用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的熔融轉(zhuǎn)變溫度進(jìn)行溫度校正 利用高純金屬銦(In）標(biāo)準(zhǔn)熔融熱容進(jìn)行能量校正。 利用銦進(jìn)行量程校正。,定義：差示掃描量熱分析(DSC)是在程序控制溫度下，測(cè)量輸給試樣和參比物的能量差隨溫度或時(shí)間變化的一種技術(shù)。,DSC與DTA比較，在差熱分析中試樣發(fā)生熱效應(yīng)時(shí)，試樣的實(shí)際溫度已不是程序升溫所控制的溫度（如在升溫時(shí)試樣由于吸熱而一度停止升溫），試樣本身在發(fā)生熱效應(yīng)時(shí)的升溫速度是非線性的。 而且在發(fā)生熱效應(yīng)時(shí)，試樣與參比物及試樣周圍的環(huán)境有了較大的溫差，它們之間會(huì)進(jìn)行熱傳遞，降低了熱效應(yīng)測(cè)量的靈敏度和精確度。,差示掃描量熱分析克服了差熱分析的這個(gè)缺

28、點(diǎn)，試樣的吸、放熱量能及時(shí)得到應(yīng)有的補(bǔ)償，同時(shí)試樣與參比物之間的溫度始終保持相同，無溫差、無熱傳遞，使熱損失少，檢測(cè)信號(hào)大。故而差示掃描量熱分析在檢測(cè)靈敏度和檢測(cè)精確度上都要優(yōu)于差熱分析。 DSC的另一個(gè)突出的特點(diǎn)是DSC曲線離開基線的位移代表試樣吸熱或放熱的速度，是以mJ/s為單位來記錄的，DSC曲線所包圍的面積是H的直接度量。,DSC溫度校正,選用不同溫度點(diǎn)測(cè)定一系列標(biāo)準(zhǔn)化合物的熔點(diǎn) 常用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)熔融轉(zhuǎn)變溫度和能量,量程校正,可用銦作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校正 在銦的記錄紙上劃出一塊大小適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)方形面積，如取高度為記錄紙的橫向全分度的3/10即三大格，長(zhǎng)度為半分鐘走紙距離，再根據(jù)熱量量程和紙速將長(zhǎng)方形面

29、積轉(zhuǎn)化成銦的H， 按K=HWs/AR計(jì)算校正系數(shù)K。若量程標(biāo)度已校正好，則K與銦的文獻(xiàn)值計(jì)算的K應(yīng)相等。 若量程標(biāo)度有誤差，則K與按文獻(xiàn)值計(jì)算的K不等，這時(shí)的實(shí)際量程標(biāo)度應(yīng)等于K/KR。,能量校正與熱焓測(cè)定,實(shí)際DSC能量(熱焓)測(cè)量 H=KAR/Ws 式中，H為試樣轉(zhuǎn)變的熱焓(mJmg-1)； W為試樣質(zhì)量(mg)； A為試樣焓變時(shí)掃描峰面積(mm2)； R為設(shè)置的熱量量程(mJs-1)； s為記錄儀走紙速度(mms-1)； K為儀器校正常數(shù)。 儀器校正常數(shù)K的測(cè)定常用銦作為標(biāo)準(zhǔn) K=HWs/AR,3、DSC曲線的數(shù)據(jù)處理方法,稱量法： 誤差 2%以內(nèi)。 數(shù)格法： 誤差 2%4%。 用求積儀

30、：誤差 4%。 計(jì)算機(jī)： 誤差 05%。,4、DSC法的應(yīng)用 （1）純度測(cè)定 利用Vant Hoff方程進(jìn)行純度測(cè)定。,TS為樣品瞬時(shí)的溫度（K）； T0為純樣品的熔點(diǎn)（K）； R為氣體常數(shù)； Hf為樣品熔融熱； x為雜質(zhì)摩爾數(shù)； F為總樣品在TS熔化的分?jǐn)?shù) 1/F是曲線到達(dá)TS的部分面積除以總面積的倒數(shù),（2）比熱測(cè)定 式中，為熱流速率（Js-1）；m為樣品質(zhì)量（g）；CP為比熱（Jg-1-1）；為程序升溫速率（s-1） 利用藍(lán)寶石作為標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)定。通過對(duì)比樣品和藍(lán)寶石的熱流速率求得樣品的比熱。 （3）反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的研究 為動(dòng)力學(xué)研究提供定量數(shù)據(jù)。,DSC曲線是在差示掃描量熱測(cè)量中記錄的以熱流

31、率dH/dt為縱坐標(biāo)，以溫度或時(shí)間為橫坐標(biāo)的關(guān)系曲線。 與差熱分析一樣，它也是基于物質(zhì)在加熱過程中物理、化學(xué)變化的同時(shí)伴隨有吸熱、放熱現(xiàn)象出現(xiàn)。因此DSC曲線的外貌與DTA曲線完全一樣。,差示掃描量熱DSC Differential scanning calorimetry,thermal analysis,差示量熱計(jì)代替加熱爐,樣品和參比物各自獨(dú)力加熱,分析曲線與DTA相同，但更準(zhǔn)確,產(chǎn)生溫差用繼電器啟動(dòng)功率補(bǔ)償，保持同溫,應(yīng)用：測(cè)反應(yīng)焓、比熱,應(yīng)用：觀察熔點(diǎn)降低，測(cè)高純有機(jī)物中雜質(zhì),差示掃描量熱DSC Differential scanning calorimetry,thermal an

32、alysis,CuSO45H2O,DSC,DTA,差示掃描量熱DSC Differential scanning calorimetry,thermal analysis,醋氨酚(雜質(zhì)為4氨基酚) 的DSC曲線,熔化的峰溫、峰高 均隨雜質(zhì)增多而降低 據(jù)此可進(jìn)行純度測(cè)定,圖6 功率補(bǔ)償式差示掃描量熱儀示意圖,典型的DSC曲線,典型的差示掃描量熱（DSC）曲線以熱流率（dH/dt）為縱坐標(biāo)、以時(shí)間（t）或溫度（T）為橫坐標(biāo)，即dH/dt-t（或T）曲線。 曲線離開基線的位移即代表樣品吸熱或放熱的速率（mJs-1），而曲線中峰或谷包圍的面積即代表熱量的變化。 因而差示掃描量熱法可以直接測(cè)量樣品在發(fā)生

33、物理或化學(xué)變化時(shí)的熱效應(yīng)。,圖7 典型的DSC曲線,應(yīng)用,圖8所示為雙酚A型聚砜-聚氧化丙烯多嵌段共聚物的差示掃描量熱曲線。 由圖可知，各樣品軟段相轉(zhuǎn)變溫度均高于軟段預(yù)聚的轉(zhuǎn)變溫度（206）。,圖8 BPS-1系列樣品的DSC曲線,原理,儀器,應(yīng)用,熱重法TG,thermogravimetry,四、熱重分析,熱重分析（TGA） Thermogravimetric Analysis 在程序控制溫度下測(cè)量獲得物質(zhì)的質(zhì)量與溫度關(guān)系的一種技術(shù)。 定量性強(qiáng) 。 靜態(tài)法和動(dòng)態(tài)法 。,熱重法（TG或TGA）：在程序控制溫度條件下，測(cè)量物質(zhì)的質(zhì)量與溫度關(guān)系的一種熱分析方法。 其數(shù)學(xué)表達(dá)式為： W=f（T）或（

34、） W為重量變化，T是絕對(duì)溫度，是時(shí)間。 熱重法試驗(yàn)得到的曲線稱為熱重曲線（即TG）。 TG曲線以質(zhì)量（或百分率%）為縱坐標(biāo)，從上到下表示減少，以溫度或時(shí)間作橫坐標(biāo)，從左自右增加，試驗(yàn)所得的TG曲線，對(duì)溫度或時(shí)間的微分可得到一階微商曲線DTG和二階微商曲線DDTG,TG曲線,定義：在程序控制溫度下，測(cè)量物質(zhì)的質(zhì)量與溫度關(guān)系的一種方法。 類型：熱重分析包括靜態(tài)法和動(dòng)態(tài)法。 一、熱重分析的原理與儀器 組成：精密天平和加熱爐 分類：偏斜式和零點(diǎn)式,熱重法（TG或TGA）：在程序控制溫度條件下，測(cè)量物質(zhì)的質(zhì)量與溫度關(guān)系的一種熱分析方法。 其數(shù)學(xué)表達(dá)式為： W=f（T）或（） W為重量變化，T是絕對(duì)溫度

35、，是時(shí)間。 熱重法試驗(yàn)得到的曲線稱為熱重曲線（即TG）。 TG曲線以質(zhì)量（或百分率%）為縱坐標(biāo)，從上到下表示減少，以溫度或時(shí)間作橫坐標(biāo)，從左自右增加，試驗(yàn)所得的TG曲線，對(duì)溫度或時(shí)間的微分可得到一階微商曲線DTG和二階微商曲線DDTG,TG曲線,1、熱重分析儀 熱天平式 記錄天平、加熱爐、程序控制溫度系統(tǒng)、自動(dòng)記錄儀。,熱天平種類,彈簧稱式,儀器,thermal analysis,記錄天平,加熱爐(室溫-1000),程序控溫系統(tǒng),記錄儀,應(yīng)用,thermal analysis,CaC2O4H2O,CaC2O4,CaCO3,CaO,水合草酸鈣的TG曲線,失H2O,分解出CO,分解出CO2,應(yīng)用,

36、thermal analysis,了解試樣的熱分解/反應(yīng)過程。如測(cè)結(jié)晶水等,研究材料的熱穩(wěn)定性,研究固相反應(yīng)和固氣之間的反應(yīng),測(cè)熔沸點(diǎn),利用熱分解或蒸發(fā)等，分析固體混合物,應(yīng)用,thermal analysis,五種高聚物的熱穩(wěn)定性TG曲線,應(yīng)用,thermal analysis,在分析化學(xué)中的應(yīng)用,成分分析,Ca2+,Mg2+ 混合物,草酸鹽 沉淀,解方程組得兩者含量,確定沉淀的灼燒溫度,選沉淀劑,選氨氣利于處理,DTG,thermal analysis,微商熱重法DTG,dm/dt=f(T)曲線,二階微商=0拐點(diǎn),失重速率最大,儀器具備功能，峰面積與失重正比,可以看出TG曲線上難看出的信息

37、,微商熱重法DTG,140,180,205三個(gè)峰 不同溫度失水,450一個(gè)峰 同時(shí)失CO,看不出,熱重曲線和微商熱重曲線(DTG),靜態(tài)法 等壓質(zhì)量變化測(cè)定、等溫質(zhì)量變化測(cè)定。 等壓質(zhì)量變化測(cè)定：在程序控制溫度下，測(cè)量物質(zhì)在恒定揮發(fā)物分壓下平衡質(zhì)量與溫度關(guān)系的一種方法。 等溫質(zhì)量變化測(cè)定：在恒溫條件下測(cè)量物質(zhì)質(zhì)量與溫度關(guān)系的一種方法。 準(zhǔn)確度高，費(fèi)時(shí)。 動(dòng)態(tài)法 熱重分析、微商熱重分析。 在程序升溫下，測(cè)定物質(zhì)質(zhì)量變化與溫度的關(guān)系。 微商熱重分析又稱導(dǎo)數(shù)熱重分析 （Derivative thermogravimetry，簡(jiǎn)稱DTG）。,2、熱重曲線（TG曲線） 記錄質(zhì)量變化對(duì)溫度的關(guān)系曲線 縱坐

38、標(biāo)是質(zhì)量，橫坐標(biāo)為溫度或時(shí)間。 微商熱重曲線：縱坐標(biāo)為dW/dt， 橫坐標(biāo)為溫度或時(shí)間.,1、儀器因素 （1）浮力與對(duì)流的影響 （2）揮發(fā)物冷凝的影響 （3）溫度測(cè)量的影響,熱重分析(TG)影響熱重曲線的因素,2、實(shí)驗(yàn)因素 （1）升溫速率 （2）氣氛 （3）紙速,3、試樣因素 試樣的用量和粒度都可影響熱重曲線,熱重分析的應(yīng)用,物質(zhì)的熱重曲線的每一個(gè)平臺(tái)都代表了該物質(zhì)確定的質(zhì)量。因此，熱重分析方法的最大的特點(diǎn)就是定量性強(qiáng)。它能相當(dāng)精確地分析出二元或三元混合物各組分的含量。,微商熱重曲線,3、試樣制備方法 熱重分析前天平校正。 試樣預(yù)磨，100300目篩，干燥、稱量。 裝填方法同DTA法。 選擇合

39、適的升溫速率。,影響熱重曲線的主要因素,儀器因素 （1）升溫速率 （2）爐內(nèi)氣氛 （3）坩堝材料 （4）支持器和爐子的幾何形狀 （5）走紙速度，記錄儀量程 （6）天平和記錄機(jī)構(gòu)的靈敏度 樣品因素 （1）樣品量 （2）樣品的幾何形狀 （3）樣品的裝填方式 （4）樣品的屬性,4、影響TG曲線的因素 （1）浮力及對(duì)流的影響 浮力和對(duì)流引起熱重曲線的基線漂移 浮力影響：573K時(shí)浮力約為常溫的1/2，1173K時(shí)為1/4左右。 熱天平內(nèi)外溫差造成的對(duì)流會(huì)影響稱量的精確度。 解決方案：空白曲線 、熱屏板 、冷卻水等。,對(duì)流對(duì)稱重的影響,（2）揮發(fā)物冷凝的影響 解決方案：熱屏板 （3）溫度測(cè)量的影響 解決

40、方案：利用具特征分解溫度的高純化合物或具特征居里點(diǎn)溫度的強(qiáng)磁性材料進(jìn)行溫度標(biāo)定。 （4）升溫速率 升溫速率越大，熱滯后越嚴(yán)重，易導(dǎo)致起始溫度和終止溫度偏高，甚至不利于中間產(chǎn)物的測(cè)出 。,升溫速率對(duì)熱重曲線的影響,（5）氣氛控制 與反應(yīng)類型、分解產(chǎn)物的性質(zhì)和所通氣體的種類有關(guān)。,聚丙烯在空氣中和氮?dú)庵械腡G曲線,（6）紙速 走紙速度快，分辨率高。 升溫速率0.5-10/min時(shí)， 走紙速度15-30cm/h。,a 過慢 b 適宜 c 過快,（7）坩堝形狀,（8）試樣因素 試樣用量、粒度、熱性質(zhì)及裝填方式等。 用量大，因吸、放熱引起的溫度偏差大，且不利于熱擴(kuò)散和熱傳遞。 粒度細(xì)，反應(yīng)速率快，反應(yīng)起

41、始和終止溫度降低，反應(yīng)區(qū)間變窄。粒度粗則反應(yīng)較慢，反應(yīng)滯后。 裝填緊密，試樣顆粒間接觸好，利于熱傳導(dǎo)，但不利于擴(kuò)散或氣體。要求裝填薄而均勻，,熱天平,用于熱重法的裝置是熱天平（熱重分析儀）。 熱天平由天平、加熱爐、程序控溫系統(tǒng)與記錄儀等幾部分組成。 熱天平測(cè)定樣品質(zhì)量變化的方法有變位法和零位法 變位法：利用質(zhì)量變化與天平梁的傾斜成正比的關(guān)系，用直接差動(dòng)變壓器控制檢測(cè) 零位法：靠電磁作用力使因質(zhì)量變化而傾斜的天平梁恢復(fù)到原來的平衡位置（即零位），施加的電磁力與質(zhì)量變化成正比，而電磁力的大小與方向是通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)中線圈中的電流實(shí)現(xiàn)的，因此檢測(cè)此電流值即可知質(zhì)量變化。,圖9為帶光敏元件的自動(dòng)記錄熱

42、天平示意圖。天平梁傾斜（平衡狀態(tài)被破壞）由光電元件檢出，經(jīng)電子放大后反饋到安裝在天平梁上的感應(yīng)線圈，使天平梁又返回到原點(diǎn)。,圖17-9 帶光敏元件的熱重法裝置熱天平示意圖,儀器,thermal analysis,光源,反射鏡,記錄系統(tǒng),平衡點(diǎn),平衡重量,調(diào)節(jié)裝置,校準(zhǔn)重量,樣品,爐,熱電偶,熱天平的結(jié)構(gòu),微商熱重（DTG）曲線,熱重曲線中質(zhì)量（m）對(duì)時(shí)間（t）進(jìn)行一次微商從而得到dm/dt-T（或t）曲線，稱為微商熱重（DTG）曲線。 它表示質(zhì)量隨時(shí)間的變化率（失重速率）與溫度（或時(shí)間）的關(guān)系；相應(yīng)地稱以微商熱重曲線表示結(jié)果的熱重法為微商熱重法。 微商熱重曲線與熱重曲線的對(duì)應(yīng)關(guān)系是： 微商曲線

43、上的峰頂點(diǎn)（d2m/dt2=0，失重速率最大值點(diǎn)）與熱重曲線的拐點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。微商熱重曲線上的峰數(shù)與熱重曲線的臺(tái)階數(shù)相等，微商熱重曲線峰面積則與失重量成正比。,圖10 聚酰亞胺在不同氣氛中的TG曲線,熱重法的應(yīng)用,熱失重的特點(diǎn)是定量性強(qiáng)，能準(zhǔn)確地測(cè)量物質(zhì)的質(zhì)量變化及變化的速率。 熱失重的試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)條件有關(guān)。 熱失重在本世紀(jì)50年代，有力地推動(dòng)著無機(jī)分析化學(xué)、高分子聚合物、石油化工、人工合成材料科學(xué)的發(fā)展，同時(shí)在冶金、地質(zhì)、礦物、油漆、涂料、陶瓷、建筑材料、防火材料等方面也十分廣泛，尤其近年來在合成纖維、食品加工方面應(yīng)用更加廣泛?？偠灾?，熱重分析在無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、生物化學(xué)、地質(zhì)學(xué)、礦物學(xué)、

44、地球化學(xué)、食品化學(xué)、環(huán)境化學(xué)、冶金工程等學(xué)科中發(fā)揮著重要的作用。,熱重法的應(yīng)用,無機(jī)物及有機(jī)物的脫水和吸濕； 無機(jī)物及有機(jī)物的聚合與分解； 礦物的燃燒和冶煉； 金屬及其氧化物的氧化與還原； 物質(zhì)組成與化合物組分的測(cè)定； 煤、石油、木材的熱釋； 金屬的腐蝕； 物料的干燥及殘?jiān)治觯?升華過程； 液體的蒸餾和汽化； 吸附和解吸； 催化活性研究； 固態(tài)反應(yīng)； 爆炸材料研究； 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究，反應(yīng)機(jī)理研究； 新化合物的發(fā)現(xiàn)。,失重量的計(jì)算,熱失重有關(guān)的幾個(gè)名詞：熱天平；試樣；試樣支持器；平臺(tái)；起始溫度（Ti）；終止溫度（Tf）；反應(yīng)區(qū)間TiTf。 實(shí)驗(yàn)條件：質(zhì)量mg；掃描速率（升溫速率）/min；溫度

45、范圍（或K）；氣氛等。 以草酸鈣脫水失重為例。 三個(gè)脫水失重區(qū)間失重率的計(jì)算如下： W1%=（W0-W1）100%/W0 W2%=（W1-W2）100%/W0 W3%=（W2-W3）100%/W0 W%=（W0-W1）100%/W0 總失重率 W=W1+W2+W3也可用W%=（W0-W3）100%/W0 殘?jiān)?00%-W%=W渣%,注意,實(shí)際上的TG曲線并非是一些理想的平臺(tái)和迅速下降的區(qū)間連續(xù)而成，常常在平臺(tái)部分也有下降的趨勢(shì)，可能原因有： （1）這個(gè)化合物透過重結(jié)晶或用其它溶劑進(jìn)行過處理，本身含有吸附水或溶劑，因此減重； （2）高分子試樣中的溶劑，未聚合的單體和低沸點(diǎn)的增塑劑的揮發(fā)等，也造

46、成減重。 可用以下方法消除影響 （1）無機(jī)化合物在較低溫度下干燥，如硅膠、五氧化二磷干燥劑，把吸濕水去掉。 （2）可控溫下的真空抽吸，把單體及低沸點(diǎn)的增塑劑、揮發(fā)物分離出來。,圖17-11 鈣、鍶、鋇水合草酸鹽的TG曲線與DTG曲線 （a）DTG曲線；（b）TG曲線,五、熱膨脹分析,熱膨脹分析法（Thermodilatometry） 在程序控制溫度下，測(cè)量物質(zhì)在可忽視負(fù)荷下的尺寸隨溫度變化的一種技術(shù)。 線膨脹系數(shù)和體膨脹系數(shù)的測(cè)定。,定義：熱膨脹法就是在程序控制溫度下，測(cè)量物質(zhì)的尺寸變化與溫度關(guān)系的 一種方法。 熱膨脹儀及實(shí)驗(yàn)方法： 熱膨脹法的應(yīng)用：,DIL 402PC型熱膨脹儀,一、熱膨脹法

47、的基本原理 熱膨脹法就是在程序控制溫度下，測(cè)量物質(zhì)的尺寸變化與溫度關(guān)系的一種方法。 二、熱膨脹儀及實(shí)驗(yàn)方法 熱膨脹儀按照位移檢測(cè)方法可分為差動(dòng)變壓器檢測(cè)、光電檢測(cè)和激光干涉條紋檢測(cè)三種類型。 差動(dòng)變壓器檢測(cè)膨脹儀是一種天平式的膨脹儀，由加熱爐系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、氣氛控制系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)和記錄系統(tǒng)組成。,線膨脹系數(shù)的測(cè)定,線膨脹系數(shù)為溫度升高1時(shí)，沿試樣某一方向上的相對(duì)伸長(zhǎng)(或收縮)量,體膨脹系數(shù)的測(cè)定,體膨脹系數(shù)為溫度升高1時(shí)試樣體積膨脹(或收縮)的相對(duì)量,三、熱膨脹法的應(yīng)用 熱膨脹法在陶瓷材料的研究中具有重要意義，研究和掌握陶瓷材料的各種原材料的熱膨脹性對(duì)確定陶瓷材料合理的配方和燒成制度是至關(guān)重要的。,綜合熱分析,在科學(xué)研究和生產(chǎn)中，無論是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性能的分析測(cè)試還是反應(yīng)過程的研究，一種熱分析手段與另一種或幾種熱分析手段或其他分析手段聯(lián)合使用，都會(huì)收到互相補(bǔ)充、互相驗(yàn)證的效果，從而獲得更全面更可靠的信息。因此，在熱分析技術(shù)中，各種單功能的儀器傾向于綜合化，這便是綜合熱分析法，它是指在同一時(shí)間對(duì)