第七章 熱分析技術(shù)

.,第七章熱分析技術(shù),.,本章主要內(nèi)容,差熱分析(DifferentialThermalAnalysis)差示掃描量熱分析(DifferentialScanningCalorimetry)熱重分析(Thermo-gravimetricAnalysis)熱膨脹法(ThermalDilationMethod)綜合熱分析法,.,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。,.,簡(jiǎn)介熱分析技術(shù)分類,.,簡(jiǎn)介,差熱分析、差示掃描量熱分析、熱重分析和機(jī)械熱分析是熱分析的四大支柱；應(yīng)用：用于研究物質(zhì)的物理現(xiàn)象，如晶形轉(zhuǎn)變、熔化、升華、吸附等；化學(xué)現(xiàn)象，如脫水、分解、氧化、還原等，幾乎在所有自然科學(xué)中得到應(yīng)用；不僅可以對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性、定量分析，而且從材料的研究和生產(chǎn)角度來看，既可以為新材料的研制提供熱性能數(shù)據(jù)，又可達(dá)到指導(dǎo)生產(chǎn)、控制產(chǎn)品質(zhì)量的目的。,.,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，Tammann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)。,.,7.1差熱分析7.1.1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。,.,.,.,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，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。,7.1差熱分析7.1.1差熱分析的基本原理,.,熱電偶與溫差熱電偶將兩個(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。,7.1差熱分析7.1.1差熱分析的基本原理,.,.,.,.,.,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、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)。,7.1差熱分析7.1.1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。,7.1差熱分析7.1.1差熱分析的基本原理,.,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)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。,7.1差熱分析7.1.2差熱分析曲線,.,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。,7.1差熱分析7.1.2差熱分析曲線,.,7.1差熱分析7.1.2差熱分析曲線,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,.,3、DTA曲線的影響因素差熱分析是一種熱動(dòng)態(tài)技術(shù)，在測(cè)試過程中體系的溫度不斷變化，引起物質(zhì)熱性能變化。因此，許多因素都可影響DTA曲線的基線、峰形和溫度。歸納起來，影響DTA曲線的主要因素有下列幾方面：(1)儀器方面的因素：包括加熱爐的形狀和尺寸，坩堝材料及大小，熱電偶的位置等。(2)試樣因素：包括試樣的熱容量、熱導(dǎo)率和試樣的純度、結(jié)晶度或離子取代以及試樣的顆粒度、用量及裝填密度等。(3)實(shí)驗(yàn)條件：包括加熱速度、氣氛、壓力和量程、紙速等。,7.1差熱分析7.1.2差熱分析曲線,.,通常由廠家出廠的差熱儀，經(jīng)過安裝調(diào)試后儀器方面的因素已穩(wěn)定。這里我們側(cè)重討論在測(cè)試分析過程中較為切合實(shí)際的試樣以及實(shí)驗(yàn)條件的影響。,7.1差熱分析7.1.2差熱分析曲線,.,(1)熱容和熱導(dǎo)率的變化：試樣的熱容和熱導(dǎo)率的變化會(huì)引起差熱曲線的基線變化，一臺(tái)性能良好的差熱儀的基線應(yīng)是一條水平直線，但試樣差熱曲線的基線在反應(yīng)的前后往往不會(huì)停留在同一水平上，這是由于試樣在反應(yīng)前后熱容或熱導(dǎo)率變化的緣故。,7.1差熱分析7.1.2差熱分析曲線,反應(yīng)前基線低于反應(yīng)后基線，表明反應(yīng)后試樣的熱容減小。反之，表明反應(yīng)后試樣的熱容增大。反應(yīng)前后熱導(dǎo)率的變化也會(huì)引起基線有類似的變化。,.,(2)試樣的顆粒度、用量及裝填密度與試樣的熱傳導(dǎo)和熱擴(kuò)散性有密切的關(guān)系。它們對(duì)差熱曲線有什么影響要視研究對(duì)象的化學(xué)過程而異。對(duì)于表面反應(yīng)和受擴(kuò)散控制的反應(yīng)來說，顆粒的大小、用量的多少和裝填疏密會(huì)對(duì)DTA曲線有顯著的影響。,用相同質(zhì)量的試樣和升溫速度對(duì)不同粒度的膽礬進(jìn)行研究(如圖)。說明顆粒大小影響反應(yīng)產(chǎn)物的擴(kuò)散速度，過大的顆粒和過小的顆粒都可能導(dǎo)致反應(yīng)溫度改變，相鄰峰谷合并，分辨率下降。,7.1差熱分析7.1.2差熱分析曲線,.,7.1差熱分析7.1.2差熱分析曲線,用量少時(shí)為放熱過程，因?yàn)閆nC2O42H2O分解的CO能很快的擴(kuò)散到試樣表面與O2發(fā)生氧化反應(yīng)而放熱，大的放熱掩蓋了小的吸熱，DTA表現(xiàn)出放熱峰。用量多時(shí)，熱分解的CO擴(kuò)散到試樣表面的速度很慢，氧化反應(yīng)進(jìn)行緩慢，相反熱分解反應(yīng)進(jìn)行激烈，因而DTA曲線表現(xiàn)出吸熱峰。,ZnC2O42H2O在400左右熱分解的DTA曲線,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)。,.,7.1差熱分析7.1.2差熱分析曲線,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，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,7.1差熱分析7.1.2差熱分析曲線,.,(3)試樣的結(jié)晶度、純度與離子取代,7.1差熱分析7.1.2差熱分析曲線,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。如：結(jié)晶良好的高嶺土600脫出結(jié)構(gòu)水，而結(jié)晶差的高嶺土560就可以脫去結(jié)構(gòu)水。,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。,.,7.1差熱分析7.1.2差熱分析曲線,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。,.,(4)升溫速度: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。,7.1差熱分析7.1.2差熱分析曲線,.,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。,7.1差熱分析7.1.2差熱分析曲線,.,7.1差熱分析7.1.2差熱分析曲線,(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。,.,.,.,7.1差熱分析7.1.2差熱分析曲線,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)。,.,7.1差熱分析7.1.3差熱曲線的解析,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。,.,7.1差熱分析7.1.3差熱曲線的解析,（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400以內(nèi)脫出，但多數(shù)在200-300以內(nèi)脫出，只有架狀結(jié)構(gòu)中的水才在400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。以H+、OH-或H3O+形式存在于晶格中的結(jié)構(gòu)水是結(jié)合得最牢固的水，脫水溫度較高，一般在450以上才能脫出。,峰谷產(chǎn)生的原因,.,.,.,（2）礦物分解放出氣體吸熱碳酸鹽、硫酸鹽及硫化物等物質(zhì)，在加熱過程中由于CO2、SO2等氣體的放出而產(chǎn)生吸熱效應(yīng)，在DTA曲線上表現(xiàn)為吸熱峰。不同類物質(zhì)放出氣體時(shí)的溫度不同，DTA曲線上峰谷的形態(tài)也不相同，利用這些特征可對(duì)這些物質(zhì)進(jìn)行鑒別。例如方解石大約在950分解放出CO2，白云石則有兩個(gè)吸熱峰，第一個(gè)吸熱峰為白云石分解為游離MgO和CaCO3，第二個(gè)吸熱峰是CaCO3分解放出CO2。菱鎂礦分解溫度約680，菱鐵礦約540分解放出CO2。石膏于1200分解放出SO2，重晶石則于1150分解放出SO2。,.,.,（3）氧化反應(yīng)放熱試樣或者分解產(chǎn)物中含有變價(jià)元素，當(dāng)加熱到一定溫度時(shí)會(huì)發(fā)生由低價(jià)元素變?yōu)楦邇r(jià)元素的氧化反應(yīng)，同時(shí)放出熱量，在差熱曲線上表現(xiàn)為放熱峰。例如Fe、Co、Ni等低價(jià)元素化合物在高溫下加熱均會(huì)發(fā)生氧化而放熱。C或CO的氧化在DTA曲線上有大而明顯的放熱峰。,7.1差熱分析7.1.3差熱曲線的解析,.,（4）非晶態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)物質(zhì)放熱非晶態(tài)物質(zhì)在加熱過程中伴隨有重結(jié)晶或不同物質(zhì)在加熱過程中相互化合成新物質(zhì)時(shí)均會(huì)放出熱量。如高嶺土加熱到1000左右-Al2O3結(jié)晶，鈣鎂鋁硅玻璃（CaO-MgO-Al2O3-SiO2）加熱到1100以上時(shí)會(huì)析晶，水泥生料加熱到1300以上就可以相互化合形成水泥熟料礦物。,.,（5）晶型轉(zhuǎn)變有些晶態(tài)物質(zhì)在加熱過程中發(fā)生晶體結(jié)構(gòu)變化，并伴隨有熱效應(yīng)。通常在加熱過程中晶體由低溫變體向高溫變體轉(zhuǎn)變產(chǎn)生吸熱效應(yīng)，如低溫石英加熱到573轉(zhuǎn)化為高溫石英。C2S加熱到670型轉(zhuǎn)化為型，830型轉(zhuǎn)變?yōu)樾停?440轉(zhuǎn)變?yōu)樾?。若在加熱過程中有非平衡態(tài)晶體的轉(zhuǎn)變則產(chǎn)生放熱效應(yīng)。此外，固體物質(zhì)的熔化、升華、液體的氣化、玻璃化轉(zhuǎn)化等在加熱過程中都產(chǎn)生吸熱，在差熱曲線上表現(xiàn)為吸熱峰。,.,7.1差熱分析7.1.3差熱分析的應(yīng)用,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,.,.,.,.,.,.,7.2差示掃描量熱分析7.2.1概述,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。,7.2差示掃描量熱分析7.2.1概述,.,7.2差示掃描量熱分析7.2.2差示掃描量熱分析的原理,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。,.,7.2差示掃描量熱分析7.2.2差示掃描量熱分析的原理,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。,.,7.2差示掃描量熱分析7.2.2差示掃描量熱分析的原理,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,.,7.2差示掃描量熱分析7.2.3差示掃描量熱曲線,DSC曲線是在差示掃描量熱測(cè)量中記錄的。以熱流率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。,.,7.3熱重分析(TG)7.3.1熱重分析的原理與儀器,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：熱重分析包括等溫?zé)嶂胤ê头堑葴責(zé)嶂胤?。一、熱重分析的原理物質(zhì)在加熱過程中往往出現(xiàn)質(zhì)量變化，如含水化合物的脫水、無機(jī)和有機(jī)化合物的熱分解、物質(zhì)加熱時(shí)與周圍氣氛作用、固體或液體物質(zhì)的升華或蒸發(fā)等都在加熱過程中伴隨由質(zhì)量變化，這種質(zhì)量變化的量可以用熱重分析儀來檢測(cè)。,.,7.3熱重分析(TG)7.3.1熱重分析的原理與儀器,二、熱重分析的儀器組成：精密天平和線性程序控溫的加熱爐目前的熱天平大多是根據(jù)天平梁的傾斜與質(zhì)量變化的關(guān)系來進(jìn)行測(cè)定的。通常測(cè)定質(zhì)量變化的方法有兩種：偏斜式和零點(diǎn)式。偏斜式的工作狀態(tài)：當(dāng)試樣質(zhì)量改變時(shí)，天平即偏離其零位，質(zhì)量的改變正比于零位的位移量，這個(gè)位移量由差動(dòng)變壓器轉(zhuǎn)換成電量變化，由記錄儀自動(dòng)記錄。,.,7.3熱重分析(TG)7.3.1熱重分析的原理與儀器,.,7.3熱重分析(TG)7.3.2熱重曲線,熱重曲線和微商熱重曲線(DTG),.,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,7.3熱重分析(TG)7.3.3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,.,7.3熱重分析(TG)7.3.4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。,.,熱重分析實(shí)驗(yàn)程序（1）試樣的預(yù)處理、稱量及裝填試樣應(yīng)預(yù)先磨細(xì)，過100-300目篩及干燥。稱量是熱重分析最基本的數(shù)據(jù)，應(yīng)該精確，試樣越少對(duì)稱量的要求越高。準(zhǔn)確稱量后的試樣，裝入坩堝中，其裝填方式如差熱分析試樣的情況。（2）升溫速率的選擇升溫速率的選擇，以保證基線平穩(wěn)為原則。同時(shí)試樣于某溫度下的質(zhì)量變化，在儀器靈敏度范圍內(nèi)，應(yīng)以能得到質(zhì)量變化明顯的熱重曲線為宜。（3）啟動(dòng)電源開關(guān)接通電爐電源。（4）選定走紙速度，開動(dòng)記錄儀開關(guān)。（5）實(shí)驗(yàn)完畢后，先關(guān)記錄儀開關(guān)，再切斷電源。,.,一、熱膨脹法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)