熱分析實(shí)驗(yàn)教程

綜合熱分析熱分析定義熱分析技術(shù)熱分析應(yīng)用實(shí)驗(yàn)技巧熱分析技術(shù)熱分析應(yīng)用實(shí)驗(yàn)技巧熱分析定義目錄目錄熱分析定義熱分析技術(shù)熱分析應(yīng)用目錄熱分析是在程控試樣溫度下檢測試樣性能與時(shí)間或溫度關(guān)系的一組技術(shù)。程控：一般指溫度程序，包括等速升(降)溫、或恒溫、或這些程序的任何組合。性能：通常情況下是指試樣性能的變化，而不是試樣性能本身。時(shí)間或溫度：物理量∝T

熱分析定義實(shí)驗(yàn)技巧熱分析定義熱分析技術(shù)熱分析應(yīng)用目錄DSCDMATMATOADTAEGATGATCL差熱分析測量樣品和惰性參比物間的溫差與溫度之間的關(guān)系。DifferentialThermalAnalysis差式掃描量熱法測量樣品升、降溫或保持恒溫時(shí)進(jìn)出樣品和參比物的熱流與溫度的關(guān)系。DifferentialScanningCalorimetry

熱重分析測量樣品重量即質(zhì)量與溫度的關(guān)系。ThermogravimetricAnalysis熱機(jī)械分析是測量樣品的形變（尺寸變化）與溫度的關(guān)系。ThermomechanicalAnalysis逸出氣體分析是一組測量樣品溢出的氣體揮發(fā)性產(chǎn)物的性質(zhì)和量與溫度關(guān)系的技術(shù)。ＥvolvedGasAnalysis動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀對樣品施加正弦機(jī)械應(yīng)力，測量力的振幅、位移（形變）的振幅和相位移。DynamicMechanicalAnalysis熱光分析是指對樣品光學(xué)性質(zhì)的觀察，或?qū)悠吠腹饴实臏y定。ThermoopticalAnalysis化學(xué)發(fā)光是觀察和測量試樣伴隨化學(xué)反應(yīng)發(fā)生弱光的一種技術(shù)。Thermochemiluminescence實(shí)驗(yàn)技巧熱分析技術(shù)

1差熱分析（DTA）：

測量樣品和惰性參比物間的溫差與溫度之間的關(guān)系。DifferentialThermalAnalysis2差式掃描量熱法（DSC）

測量樣品升、降溫或保持恒溫時(shí)進(jìn)出樣品和參比物的熱流與溫度的關(guān)系。DifferentialScanningCalorimetry3熱重分析（TGA）（TG）測量樣品重量即質(zhì)量與溫度的關(guān)系。ThermogravimetricAnalysis熱分析技術(shù)4逸出氣體分析（EGA）是一組測量樣品溢出的氣體揮發(fā)性產(chǎn)物的性質(zhì)和量與溫度關(guān)系的技術(shù)。ＥvolvedGasAnalysis5熱機(jī)械分析（TMA）是測量樣品的形變（尺寸變化）與溫度的關(guān)系。ThermomechanicalAnalysis6動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀（DMA）對樣品施加正弦機(jī)械應(yīng)力，測量力的振幅、位移（形變）的振幅和相位移。DynamicMechanicalAnalysis熱分析技術(shù)7熱光分析（TOA）是指對樣品光學(xué)性質(zhì)的觀察，或?qū)悠吠腹饴实臏y定。ThermoopticalAnalysis8化學(xué)發(fā)光（TCL

）是觀察和測量試樣伴隨化學(xué)反應(yīng)發(fā)生弱光的一種技術(shù)。Thermochemiluminescence差式掃描量熱法熱重分析和熱機(jī)械分析（DSC

TGA和

TMA）是三種重要的熱分析技術(shù)熱分析定義熱分析技術(shù)熱分析應(yīng)用目錄

應(yīng)用一覽表實(shí)驗(yàn)技巧性能和應(yīng)用DSCDTATGATMADMATOATCLEGA比熱容…?焓變、焓轉(zhuǎn)化率…?熔融焓、結(jié)晶度…?熔點(diǎn)、熔融行為（液相分?jǐn)?shù)）…??…低分子結(jié)晶體的純度……結(jié)晶行為、過冷…?…蒸發(fā)、升華、解吸附…?………固-固轉(zhuǎn)變、多晶型……?…玻璃化轉(zhuǎn)變、無定形軟化…?……?熱分解、熱解、熱聚、降解?…??…穩(wěn)定溫度性?…??…化學(xué)反應(yīng)（例如聚合）…???反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和應(yīng)用動(dòng)力學(xué)（預(yù)測）研究…?…?氧化降解、氧化穩(wěn)定性………?…組分分析………不同批次樣品的比較…?…??…?…競爭性產(chǎn)品…………線性膨脹系數(shù)…彈性模量…剪切模量…熱分析定義熱分析技術(shù)熱分析應(yīng)用目錄DSC差式掃描量熱法TGA熱重分析實(shí)驗(yàn)技巧DSC概述DSC基本原理DSC曲線DSC實(shí)例DSCDSC基本原理熱流型功率補(bǔ)償型

在給予樣品和參比品相同的功率下，測定樣品和參比品兩端的溫差T，然后根據(jù)熱流方程，將T（溫差）換算成Q（熱量差）作為信號(hào)的輸出。（基線平降溫慢）熱流DSC爐子剖面圖假設(shè)：1．傳感器絕對對稱，Tfs=Trs，Rs=Rr=R2．樣品和參比端的熱容相等Cpr-Cps3．樣品和參比的加熱速率永遠(yuǎn)相同4．樣品盤及參比盤的質(zhì)量（熱容）相等5．樣品盤、參比盤與傳感器之間沒有熱阻或熱阻相等DSC概述DSC基本原理DSC曲線DSC實(shí)例DSCDSC基本原理熱流型功率補(bǔ)償型在樣品和參比品始終保持相同溫度的條件下，測定為滿足此條件樣品和參比品兩端所需的能量差，并直接作為信號(hào)Q（熱量差）輸出。（兩個(gè)爐子，兩套加熱系統(tǒng)，降溫快基線差）零位補(bǔ)償原理：樣品池溫與參比池溫之差≡0時(shí)，樣品焓變率＝兩池?zé)崃髁坎睿絻呻姛峤z功率差即：dH/dt=dQ/dt=ΔW（樣品池皿和電熱絲）=（參比池皿和電熱絲）兩電熱池溫差等于零電熱絲無熱損逸兩電熱絲電功率差=樣品熱流率即：ΔW=dQ/dtΔW=IsVs–IrVrdH/dt＝IsVs–IrVrDSC縱坐標(biāo)：樣品焓變率（dH/dt）(mW)

樣品熱流率（dQ/dt）(mW)

兩電熱絲電功率差（W）(mW)DSC橫坐標(biāo)：溫度(K或C)

時(shí)間（min）DSC概述DSC基本原理DSC曲線DSC實(shí)例DSCDSC概述差示掃描量熱法DSC

將有物相變化的樣品和在所測定溫度范圍內(nèi)不發(fā)生相變且沒有任何熱效應(yīng)產(chǎn)生的參比物，在相同的條件下進(jìn)行等溫加熱或冷卻，當(dāng)樣品發(fā)生相變時(shí)，在樣品和參比物之間就產(chǎn)生一個(gè)溫度差。放置于它們下面的一組差示熱電偶即產(chǎn)生溫差電勢UΔT，經(jīng)差熱放大器放大后送入功率補(bǔ)償放大器，功率補(bǔ)償放大器自動(dòng)調(diào)節(jié)補(bǔ)償加熱絲的電流，使樣品和參比物之間溫差趨于零，兩者溫度始終維持相同。此補(bǔ)償熱量即為樣品的熱效應(yīng)，以電功率形式顯示于記錄儀上。DSC概述DSC基本原理DSC曲線DSC實(shí)例DSCDSC曲線定義影響因素分析方法通過單獨(dú)的加熱器補(bǔ)償樣品在加熱過程中發(fā)生的熱量變化，以保持樣品和參比物的溫差為零。這種補(bǔ)償能量(即樣品吸收或放出的熱量)所得的曲線稱DSC曲線。是以樣品吸熱或放熱的速率，即熱流量dQ/dt(單位mJ/s)為縱坐標(biāo)，以時(shí)間t或溫度T為橫坐標(biāo)。曲線離開基線的位移，代表樣品吸熱或放熱的速率；曲線中的峰或谷所包圍的面積，代表熱量的變化。DSC概述DSC基本原理DSC曲線DSCDSC曲線DSC實(shí)例放熱峰吸熱峰引起吸熱峰的物理過程:熔融;晶型轉(zhuǎn)變;液晶轉(zhuǎn)變;固化點(diǎn)準(zhǔn)備;蒸發(fā)汽化;升華;吸收、吸水;解吸附。引起放熱峰的物理過程:結(jié)晶;晶型轉(zhuǎn)變;吸附;凝聚、凝固引起吸熱峰的化學(xué)過程:在氣氛中還原;氧化還原反應(yīng);固態(tài)反應(yīng);脫水;脫溶劑化;液固異相反應(yīng)引起放熱峰的化學(xué)過程:熱分解;在氣氛中氧化;氧化還原反應(yīng);固態(tài)反應(yīng);化學(xué)吸附;聚合;樹脂預(yù)固化;燃燒;爆炸反應(yīng)液固異相反應(yīng);催化反應(yīng)。DSC概述DSC基本原理DSC曲線DSCDSC曲線DSC實(shí)例DSC概述DSC基本原理DSC曲線DSCDSC曲線DSC實(shí)例DSC概述DSC基本原理DSC曲線DSC實(shí)例DSCDSC曲線定義影響因素分析方法（1）升溫速率快速升溫使DSC峰形變大，特征溫度向高溫漂移，相鄰峰或失重臺(tái)階的分離能力下降；慢速升溫有利于相鄰峰或相鄰失重平臺(tái)的分離，DSC/DTA峰形較?。?）樣品的用量樣品量小所測特征溫度較低，更“真實(shí)”，有利于氣體產(chǎn)物擴(kuò)散，相鄰峰（平臺(tái)）分離能力增強(qiáng)，DSC峰形也較??；樣品量大能增大DSC檢測信號(hào)峰形加寬，峰值溫度向高溫漂移，峰分離能力下降，樣品內(nèi)溫度梯度較大，氣體產(chǎn)物擴(kuò)散亦稍差。（3）制樣方式

塊狀樣品：建議切成薄片或碎粒；

粉末樣品：使其在坩堝底部鋪平成一薄層；

堆積方式：一般建議堆積緊密，有利于樣品內(nèi)部的熱傳導(dǎo),對于有大量氣體產(chǎn)物生成的反應(yīng)，可適當(dāng)疏松堆積（4）實(shí)驗(yàn)氣氛

氣流類別：動(dòng)態(tài)氣氛，靜態(tài)氣氛，真空；

從保護(hù)天平室與傳感器、防止分解物污染的角度，一般推薦使用動(dòng)態(tài)吹掃氣氛；對于高分子Tg測試，在某些場合使用真空氣氛，能夠降低小分子添加劑的沸點(diǎn)，達(dá)到分離（5）坩堝的選取失重臺(tái)階的目的；若需使用真空或靜態(tài)氣氛，須保證反應(yīng)過程中的釋出氣體無危害性。常用坩堝：Al，Al2O3，PtRh；其它坩堝：PtRh+Al2O3，Steel，Cu，Graphite，ZrO2，Ag，Au，Quartz等；壓力坩堝：中壓坩堝，高壓坩堝。DSC概述DSC基本原理DSC曲線DSC實(shí)例DSCDSC曲線定義影響因素分析方法（1）溫度的確定

外推法：曲線開始偏離基線那點(diǎn)的切線與曲線最大斜率切線的交點(diǎn)最接近于熱力學(xué)的平衡溫度，因此用外推法確定此點(diǎn)為DSC曲線上反應(yīng)溫度的起始點(diǎn)或轉(zhuǎn)變點(diǎn)。峰位TmTemperatureHeatflow吸熱

onsetTm（2）面積的測量1）三角形法：若差熱峰對稱性好，可以作等腰三角形處理，即用峰高×半峰寬的方法來求面積。2）面積儀法：當(dāng)差熱峰不對稱時(shí)，常常用此方法面積儀是手動(dòng)方法測量面積的儀器，可準(zhǔn)確到0.1cm2當(dāng)被測面積小時(shí)，相對誤差就大，必須重復(fù)測量多次取平均值，以提高準(zhǔn)確度3）剪紙稱量法：若記錄紙均勻，可將差熱峰分別煎下來在分析天平上稱得其質(zhì)量，其數(shù)值可代替面積帶入計(jì)算公式當(dāng)面積小時(shí)誤差較大，但也是常用方法之一。DSC概述DSC基本原理DSC曲線DSC實(shí)例DSCDSC曲線定義影響因素分析方法

（2）面積的測量1）三角形法：若差熱峰對稱性好，可以作等腰三角形處理，即用峰高×半峰寬的方法來求面積。2）面積儀法：當(dāng)差熱峰不對稱時(shí)，常常用此方法面積儀是手動(dòng)方法測量面積的儀器，可準(zhǔn)確到0.1cm2當(dāng)被測面積小時(shí)，相對誤差就大，必須重復(fù)測量多次取平均值，以提高準(zhǔn)確度3）剪紙稱量法：若記錄紙均勻，可將差熱峰分別煎下來在分析天平上稱得其質(zhì)量，其數(shù)值可代替面積帶入計(jì)算公式當(dāng)面積小時(shí)誤差較大，但也是常用方法之一。DSC概述DSC基本原理DSC曲線DSC實(shí)例DSCDSC曲線定義影響因素分析方法（2）面積的測量1）三角形法：若差熱峰對稱性好，可以作等腰三角形處理，即用峰高×半峰寬的方法來求面積。2）面積儀法：當(dāng)差熱峰不對稱時(shí)，常常用此方法面積儀是手動(dòng)方法測量面積的儀器，可準(zhǔn)確到0.1cm2當(dāng)被測面積小時(shí)，相對誤差就大，必須重復(fù)測量多次取平均值，以提高準(zhǔn)確度3）剪紙稱量法：若記錄紙均勻，可將差熱峰分別煎下來在分析天平上稱得其質(zhì)量，其數(shù)值可代替面積帶入計(jì)算公式當(dāng)面積小時(shí)誤差較大，但也是常用方法之一。2）面積的測量1）三角形法：若差熱峰對稱性好，可以作等腰三角形處理，即用峰高×半峰寬的方法來求面積。2）面積儀法：當(dāng)差熱峰不對稱時(shí)，常常用此方法面積儀是手動(dòng)方法測量面積的儀器，可準(zhǔn)確到0.1cm2當(dāng)被測面積小時(shí)，相對誤差就大，必須重復(fù)測量多次取平均值，以提高準(zhǔn)確度3）剪紙稱量法：若記錄紙均勻，可將差熱峰分別煎下來在分析天平上稱得其質(zhì)量，其數(shù)值可代替面積帶入計(jì)算公式當(dāng)面積小時(shí)誤差較大，但也是常用方法之一。DSC概述DSC基本原理DSC曲線DSC實(shí)例DSCDSC曲線定義影響因素分析方法

（2）面積的測量1）三角形法：若差熱峰對稱性好，可以作等腰三角形處理，即用峰高×半峰寬的方法來求面積。2）面積儀法：當(dāng)差熱峰不對稱時(shí)，常常用此方法面積儀是手動(dòng)方法測量面積的儀器，可準(zhǔn)確到0.1cm2當(dāng)被測面積小時(shí)，相對誤差就大，必須重復(fù)測量多次取平均值，以提高準(zhǔn)確度3）剪紙稱量法：若記錄紙均勻，可將差熱峰分別煎下來在分析天平上稱得其質(zhì)量，其數(shù)值可代替面積帶入計(jì)算公式當(dāng)面積小時(shí)誤差較大，但也是常用方法之一。DSC概述DSC基本原理DSC曲線DSC實(shí)例DSCDSC實(shí)例曲線定性分析定量分析DSC概述DSC基本原理DSC曲線DSC實(shí)例DSCDSC實(shí)例曲線定性分析定量分析DSC概述DSC基本原理DSC曲線DSC實(shí)例DSCDSC實(shí)例曲線定性分析定量分析熱分析定義熱分析技術(shù)熱分析應(yīng)用目錄樣品量小：減小樣品內(nèi)的溫度梯度，測得特征溫度較低更“真實(shí)”；有利于氣體產(chǎn)物擴(kuò)散，減少化學(xué)平衡中的逆向反應(yīng)；相鄰峰（平臺(tái)）分離能力增強(qiáng)，但DSC靈敏度有所降低。樣品量大：能提高DSC靈敏度，但峰形加寬，峰值溫度向高溫漂移，相鄰峰（平臺(tái)）趨向于合并在一起，峰分離能力下降；且樣品內(nèi)溫度梯度較大，氣體產(chǎn)物擴(kuò)散亦稍差。一般在DSC與熱天平的靈敏度足夠的情況下，亦以較小的樣品量為宜。樣品用量實(shí)驗(yàn)技巧熱分析定義熱分析技術(shù)熱分析應(yīng)用目錄對于TG測試，過快的升溫速率有時(shí)會(huì)導(dǎo)致丟失某些中間產(chǎn)物的信息。一般以較慢的升溫速率為宜。對于DSC測試，在傳感器靈敏度足夠的情況下，一般也以較慢的升溫速率為佳。

升溫速率實(shí)驗(yàn)技巧熱分析定義熱分析技術(shù)熱分析應(yīng)用目錄一對矛盾：靈敏度←→分辨率如何提高靈敏度，檢測微弱的熱效應(yīng)：提高升溫速率，加大樣品量。如何提高分辨率，分離相鄰的峰（平臺(tái)）：使用慢速升溫速率，小的樣品量。由于增大樣品量對靈敏度影響較大，對分辨率影響較小，而加快升溫速率對兩者影響都大，因此在熱效應(yīng)微弱的情況下，常以選擇較慢的升溫速率（保持良好的分辨率），而以適當(dāng)增加樣品量來提高靈敏度

靈敏度與分辨率實(shí)驗(yàn)技巧熱分析定義熱分析技術(shù)熱分析應(yīng)用目錄樣品粒度?。罕缺砻娲?，加速表面反應(yīng)，加速熱分解；堆積較緊密，內(nèi)部導(dǎo)熱良好，溫度梯度小，DSC、DTG的峰溫和起始溫度均有所降低。樣品堆積緊密：內(nèi)部導(dǎo)熱良好，溫度梯度?。蝗秉c(diǎn)是與氣氛接觸稍差，氣體產(chǎn)物擴(kuò)散稍差，可能對氣固反應(yīng)及生成氣態(tài)產(chǎn)物的化學(xué)平衡略有影響。樣品在坩堝底部鋪平：有利于降低熱電偶與樣品間的溫度差。一般在靈敏度允可的情況下選擇較小的樣品量，對塊狀樣品切成薄片或碎粒，對粉末樣品使其在坩堝底部鋪平成一薄層。對于TG測試（氣固反應(yīng)，或有氣體產(chǎn)物逸出的熱分解反應(yīng)），若樣品量較大堆積較高，則根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)選擇堆積緊密程度。

樣品粒度與堆積方式實(shí)驗(yàn)技巧熱分析定義熱分析技術(shù)熱分析應(yīng)用目錄對于動(dòng)態(tài)氣氛，根據(jù)實(shí)際反應(yīng)需要選擇惰性（N2,Ar,He）、氧化性（O2,air）、還原性（H2,CO）與其他特殊氣氛（CO2,H2O,SO2,CH4,腐蝕性氣氛如Cl2、F2等），并安排氣體之間的混合、切換關(guān)系。對比惰性與氧化性氣氛中的不同現(xiàn)象，可區(qū)別高分子的熱裂解與熱氧化裂解。

氣氛實(shí)驗(yàn)技巧熱分析定義熱分析技術(shù)熱分析應(yīng)用目錄根據(jù)實(shí)際需要選擇動(dòng)態(tài)氣氛、靜態(tài)氣氛或真空氣氛。靜態(tài)、動(dòng)態(tài)與真空比較：靜態(tài)下氣體產(chǎn)物擴(kuò)散不易，分壓升高，反應(yīng)移向高溫；且易污染傳感器。真空下加熱源（爐體）與樣品之間唯有通過輻射傳熱，溫度差較大。一般非特殊需要，推薦使用動(dòng)態(tài)吹掃氣氛。

氣氛實(shí)驗(yàn)技巧熱分析定義熱分析技術(shù)熱分析應(yīng)用目錄常用惰性氣氛導(dǎo)熱性：He>>N2>Ar選擇導(dǎo)熱性較好的氣氛，有利于向反應(yīng)體系提供更充分的熱量，降低樣品內(nèi)部的溫度梯度，降低反應(yīng)溫度，提高反應(yīng)速率；能使峰形變尖變窄，提高分辨率，使峰溫向低溫方向漂移；在相同的冷卻介質(zhì)流量下能加快冷卻速率；缺點(diǎn)是會(huì)降低DSC靈敏度。不同導(dǎo)熱性能的氣氛，需要作單獨(dú)的溫度與靈敏度標(biāo)定。。

氣氛實(shí)驗(yàn)技巧熱分析定義熱分析技術(shù)熱分析應(yīng)用目錄若氣體產(chǎn)物擴(kuò)散較慢（如靜態(tài)氣氛下），或有意提高氣體產(chǎn)物的分壓，將可能使反應(yīng)向高溫移動(dòng)。提高惰性吹掃氣體的流量，有利于氣體產(chǎn)物的擴(kuò)散，有利化學(xué)反應(yīng)向正反應(yīng)方向發(fā)展，減少逆反應(yīng)；但帶走較多的熱量，降低靈敏度。對于需要?dú)怏w切換的反應(yīng)（如反應(yīng)中從惰性氣氛切換為氧化性氣氛），提高氣體流量能縮短爐體內(nèi)氣體置換的過程。不同的氣體流量，影響到升溫過程中的浮力效應(yīng)與對流、湍流效應(yīng)，影響到TG的基線漂移。因此對TG測試必須確保氣體流量的穩(wěn)定性，不同的氣氛需要作單獨(dú)的基線測試（浮力效應(yīng)修正）。氣氛實(shí)驗(yàn)技巧熱分析定義熱分析技術(shù)熱分析應(yīng)用目錄為防止不期望的氧化反應(yīng)，對某些測試必須使用惰性的動(dòng)態(tài)吹掃氣氛。氣氛惰性的相對性：某些惰性氣氛如N2，在高溫下亦可能與某些樣品發(fā)生反應(yīng)。此時(shí)應(yīng)考慮使用“純”惰性氣氛（Ar,He）氣氛選擇的安全性問題：應(yīng)考慮氣氛是否會(huì)與熱電偶、坩堝等發(fā)生反應(yīng)；注意防止爆炸和中毒。

氣氛實(shí)驗(yàn)技巧熱分析定義熱分析技術(shù)熱分析應(yīng)用目錄何謂浮力效應(yīng)：通過爐腔的氣氛在不同溫度下有不同的密度，造成在程序溫度過程中相對樣品支架系統(tǒng)的浮力的改變，再加上氣體在不同溫度下的對流與湍流的影響，兩者綜合作用，造成TG測試的天然基線（在樣品無實(shí)際重量變化的情況下天平測得的表觀增重/失重），通稱浮力效應(yīng)。浮力效應(yīng)的修正：TG基線的測試與自動(dòng)扣除。

浮力效應(yīng)實(shí)驗(yàn)技巧熱分析定義熱分析技術(shù)熱分析應(yīng)用目錄如何減小浮力效應(yīng)的影響：使用推薦的氣體流量（對STA一般保護(hù)氣10ml/min，吹掃氣20ml/min），能夠減少基線在整個(gè)溫度范圍內(nèi)漂移的程度，減少浮力效應(yīng)的影響。如何避免基線扣除方面的誤差：對Sample與Correction注意氣體流量與起始溫度的盡量嚴(yán)格一致，注意測樣啟動(dòng)前爐體溫度與樣品溫度之間的平衡，能夠避免基線扣除方面的誤差。

浮力效應(yīng)實(shí)驗(yàn)技巧熱分析定義熱分析技術(shù)熱分析應(yīng)用目錄PtRh坩堝優(yōu)點(diǎn)：傳熱性最好，靈敏度最高，時(shí)間常數(shù)最短，熱阻小，峰分離能力佳，溫度范圍寬廣（對PtRh支架一般可用到1400℃），基線穩(wěn)定，基線漂移小，高溫下不透明能有效防止輻射的影響。適于在高溫下精確測試比熱。缺點(diǎn)：易與熔化的金屬樣品形成合金，在金屬領(lǐng)域的應(yīng)用有局限性，且不能使用金屬樣品進(jìn)行溫度與靈敏度標(biāo)定；應(yīng)用于同材料的PtRh傳感器上時(shí)在1000℃以上有粘連的危險(xiǎn)，須注意坩堝與支架的高溫預(yù)燒（不建議用到1400℃以上）

坩堝類型的選擇實(shí)驗(yàn)技巧熱分析定義熱分析技術(shù)熱分析應(yīng)用目錄Al2O3坩堝優(yōu)點(diǎn)：溫度范圍最寬廣；在三種常用坩堝內(nèi)，對于1400℃以上高溫及高溫下金屬樣品的測試有其不可替代的優(yōu)勢；相對于PtRh坩堝的價(jià)格優(yōu)勢。缺點(diǎn)：相比PtRh坩堝，其傳熱性、靈敏度、熱阻、時(shí)間常數(shù)、峰分離能力等各方面性能都略低一些；高溫下變得半透明，增加了熱輻射與樣品顏色對測試的干擾，可能造成DSC基線的異常漂移。

坩堝類型的選擇實(shí)驗(yàn)技巧熱分析定義熱分析技術(shù)熱分析應(yīng)用目錄Al坩堝優(yōu)點(diǎn)：傳熱性良好，靈敏度高，時(shí)間常數(shù)短，熱阻小，峰分離能力良好，基線漂移小。在使用溫度范圍內(nèi)性能幾乎可與PtRh坩堝媲美，適合于精確測試比熱。相對于PtRh坩堝的價(jià)格優(yōu)勢。缺點(diǎn)：溫度范圍較窄（600℃以下），由此多應(yīng)用于高分子領(lǐng)域，在金屬與陶瓷材料領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制；坩堝質(zhì)軟較易變形，回收不易。

坩堝類型的選擇實(shí)驗(yàn)技巧熱分析定義熱分析技術(shù)熱分析應(yīng)用目錄坩堝蓋扎孔的目的：使樣品與氣氛保持一定接觸，允許氣固反應(yīng)，允許氣體產(chǎn)物隨動(dòng)態(tài)氣氛帶走。使坩堝內(nèi)外保持壓力平衡。坩堝加蓋的缺點(diǎn)：減少了反應(yīng)氣氛與樣品的接觸，對氣固反應(yīng)（氧化、還原、吸附）有一定妨礙。產(chǎn)物氣體帶走較慢，導(dǎo)致其在反應(yīng)物周圍分壓較高，可能影響反應(yīng)速率與有氣相產(chǎn)物的化學(xué)平衡（DTG峰向高溫漂移），或?qū)τ谀承└偁幏磻?yīng)機(jī)理可能影響產(chǎn)物的組成（改變TG失重臺(tái)階的失重率）。坩堝加蓋與否的選擇實(shí)驗(yàn)技巧熱分析定義熱分析技術(shù)熱分析應(yīng)用目錄坩堝加蓋的優(yōu)點(diǎn)：改善坩堝內(nèi)的溫度分布，有利于反應(yīng)體系溫度的均勻分布。有效減少輻射效應(yīng)與樣品顏色的影響。防止極輕的微細(xì)樣品粉末的飛揚(yáng)，避免其隨動(dòng)態(tài)氣氛飄散，或在抽取真空過程中被帶走。在反應(yīng)過程中有效防止傳感器受到污染（如樣品的噴濺或泡沫的溢出）。坩堝加蓋與否的選擇實(shí)驗(yàn)技巧熱分析定義熱分析技術(shù)熱分析應(yīng)用目錄對于物理效應(yīng)（相變等）的測試或偏重于DSC的測試，通常選擇加蓋。對于未知樣品，出于安全性考慮，通常選擇加蓋。對于氣固反應(yīng)（如氧化誘導(dǎo)期測試或吸附反應(yīng)），使用敞口坩堝（不加蓋）。對于有氣體產(chǎn)物生成的反應(yīng)（包括多數(shù)分解反應(yīng)）或偏重于TG的測試，在不污染損害樣品支架的前提下，根據(jù)反應(yīng)情況與實(shí)際的反應(yīng)器模擬，進(jìn)行加蓋與否的選擇。對于液相反應(yīng)（如石油氧化性測試、溶劑中進(jìn)行的固化反應(yīng)等），若液相反應(yīng)物或溶劑在反應(yīng)溫度下易于揮發(fā)，則應(yīng)使用壓制的Al坩堝（溫度與壓力較低）或中壓、高壓坩堝（溫度與壓力較高）。對于需要維持產(chǎn)物氣體分壓的封閉反應(yīng)系統(tǒng)中的反應(yīng)同樣如此。坩堝加蓋與否的選擇實(shí)驗(yàn)技巧熱分析定義熱分析技術(shù)熱分析應(yīng)用目錄對于一般的樣品測試（如金屬的熔融實(shí)驗(yàn)），由于在升過一次溫后樣品與坩堝底面接觸更緊密，由此第二次測試的溫度點(diǎn)與熱焓值往往更準(zhǔn)確，重復(fù)性也更佳。對于高分子材料的熔融與玻璃化測試，在以相同的升降溫速率進(jìn)行了第一次升溫與冷卻實(shí)驗(yàn)后，再以相同的升溫速率進(jìn)行第二次測試，往往有助于消除歷史效應(yīng)（冷卻歷史、應(yīng)力歷史、形態(tài)歷史等）對曲線的干擾，并有助于不同樣品間的比較（使其擁有相同的熱機(jī)械歷史）。第二次升溫的理由實(shí)驗(yàn)技巧熱分析定義熱分析技術(shù)熱分析應(yīng)用目錄在高分子材料的熔點(diǎn)測定中須注意如下兩種現(xiàn)象：

過熱現(xiàn)象：樣品加熱速度太快，熔融邊緣不能逐漸向

中心推移，一部分來不及熔化的內(nèi)部結(jié)構(gòu)處于過熱狀態(tài)，熔融因此發(fā)生在比正常情況更高的溫度下。

熔融–再結(jié)晶：加熱過程中，結(jié)晶部分低或全部熔融

后，再結(jié)晶成更穩(wěn)定的形式，然后在較高溫度下又熔融。上述兩種現(xiàn)象都會(huì)使熔點(diǎn)移向更高的溫度，此時(shí)測得的熔點(diǎn)不能表征原樣品的特性，而取決于發(fā)生的過程。高分子熔融的測試實(shí)驗(yàn)技巧熱分析定義熱分析技術(shù)熱分析應(yīng)用目錄影響高分子材料熔點(diǎn)的因素：結(jié)晶形態(tài)：不同的結(jié)晶形態(tài)，熔點(diǎn)不同。如對于PE的熔融，伸直鏈結(jié)晶的熔點(diǎn)最高，由溶液生成的單晶熔點(diǎn)最低。結(jié)晶溫度：一般結(jié)晶溫度越高，形成的結(jié)晶越完善，熔點(diǎn)越高。晶片厚度：晶片越厚，熔點(diǎn)越高。而晶片厚度與結(jié)晶溫度有關(guān)。分子量：熔點(diǎn)隨分子量增大而升高，直至臨界分子量時(shí)即可忽略分子鏈末端（相當(dāng)于一種雜質(zhì)）的影響，此后熔點(diǎn)與分子量無