DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)課件

重要熱分析技術(shù)：差熱分析（DTA=DifferentialThermalAnalysis）差示掃描量熱法（DSC）熱重分析（TGA=ThermogravimetricAnalysis）逸出氣體分析（EGA=EvolvedGasAnalysis）熱機(jī)械分析（TMA=ThermomechanicalAnalysis）動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀（DMA=DynamicMechanicalAnalysis）熱光分析（TOA=ThermoopticalAnalysis）化學(xué)發(fā)光（TCL=Thermochemiluminescence）DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)差示掃描量熱儀

DSC

基本原理DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)在程序溫度（升／降／恒溫及其組合）過(guò)程中，測(cè)量樣品與參考物之間的熱流差，以表征所有與熱效應(yīng)有關(guān)的物理變化和化學(xué)變化。

玻璃化轉(zhuǎn)變

熔融、結(jié)晶

熔融熱、結(jié)晶熱

共熔溫度、純度

物質(zhì)鑒別

多晶型

相容性

熱穩(wěn)定性、氧化穩(wěn)定性

反應(yīng)動(dòng)力學(xué)

熱力學(xué)函數(shù)

液相、固相比例

比熱DSC

原理應(yīng)用：DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)熱流型DSCK=f(溫度,熱阻,材料性質(zhì),…)

樣品熱效應(yīng)引起參比與樣品之間的熱流不平衡

由于熱阻的存在，參比與樣品之間的溫度差（△T）與熱流差成一定的比例關(guān)系。將△T對(duì)時(shí)間積分，可得到熱焓：DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)硬件部分DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)氣體出口空氣冷卻保護(hù)氣氛參比樣品熱流傳感器爐腔機(jī)械冷卻吹掃氣氛液氮/氣氮冷卻DSC204F1

結(jié)構(gòu)氣體：

兩路吹掃氣，一路保護(hù)氣

可實(shí)現(xiàn)氣體的自由切換制冷方式：

空氣制冷～室溫機(jī)械制冷～-85℃

液氮制冷～-180℃DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)DSC的前身是差熱分析DTA差熱曲線峰的形成記錄的是溫差信號(hào)峰面積沒(méi)有熱焓意義DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)DSCvsDTA

工作原理差別DTADSC只能測(cè)試△T信號(hào)，無(wú)法建立△H與△T之間的聯(lián)系測(cè)試△T信號(hào)，并建立△H與△T之間的聯(lián)系DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)DSC傳感器DTA/SDTA傳感器DSCvsDTA

傳感器的結(jié)構(gòu)差別DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)DSC傳感器類型tmt

–

傳感器，響應(yīng)速度最快，具有非常理想的峰分離能力m

–

傳感器，靈敏度為普通傳感器的十幾倍DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)DSC附件為了適應(yīng)千變?nèi)f化的各種樣品，避免樣品與坩堝材料之間的不相兼容，配備了多種不同材質(zhì)不同特點(diǎn)的坩堝。

其中的幾種坩堝圖示如下：DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)DSC的類型及其基本原理DSC的類型：根據(jù)所用測(cè)量方法的不同，分為：熱流型(HeatFlux)

功率補(bǔ)償型(PowerCompensation)

調(diào)制熱流型(ModulatedHeatFlux)DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)熱流型(HeatFlux)

在給予樣品和參比品相同的功率下，測(cè)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。

熱流型DSC

與DTA儀器十分相似，是一種定量的DTA儀器。不同之處在于試樣與參比物托架下，置一電熱片，加熱器在程序控制下對(duì)加熱塊加熱，其熱量通過(guò)電熱片同時(shí)對(duì)試樣和參比物加熱，使之受熱均勻。DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)特點(diǎn)：基線穩(wěn)定高靈敏度DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)熱流式DSC-工作原理假設(shè):

1,傳感器絕對(duì)對(duì)稱，Tfs=Tfr，Rs=Rr=R 2,樣品和參比端的熱容相等Cpr-Cps 3,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(méi)有熱阻或熱阻相等

DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)功率補(bǔ)償型(PowerCompensation)

在樣品和參比品始終保持相同溫度的條件下，測(cè)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。DSC功率補(bǔ)償型DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)功率補(bǔ)償?shù)脑?/p>

當(dāng)試樣發(fā)生熱效應(yīng)時(shí)，如放熱，試樣溫度高于參比物溫度，放置在它們下面的一組差示熱電偶產(chǎn)生溫差電勢(shì)，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，使試樣下面的電流減小，參比物下面的電流增大。降低試樣的溫度，增高參比物的溫度，使試樣與參比物之間的溫差ΔT趨與零。上述熱量補(bǔ)償能及時(shí)、迅速完成，使試樣和參比物的溫度始終維持相同。

DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)動(dòng)態(tài)零位平衡原理樣品與參比物溫度，不論樣品是吸熱還是放熱，兩者的溫度差都趨向零。⊿T=0--單位時(shí)間給樣品的熱量--單位時(shí)間給參比物的熱量--熱焓變化率DSC測(cè)定的是維持樣品與參比物處于相同溫度所需要的能量差⊿W（）,反映了樣品熱焓的變化。DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)功率補(bǔ)償型DSC儀器的主要特點(diǎn)

1.試樣和參比物分別具有獨(dú)立的加熱器和傳感器。整個(gè)儀器由兩套控制電路進(jìn)行監(jiān)控。一套控制溫度，使試樣和參比物以預(yù)定的速率升溫，另一套用來(lái)補(bǔ)償二者之間的溫度差。

2.無(wú)論試樣產(chǎn)生任何熱效應(yīng)，試樣和參比物都處于動(dòng)態(tài)零位平衡狀態(tài)，即二者之間的溫度差

T等于0。這是DSC和DTA技術(shù)最本質(zhì)的區(qū)別。DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)高分辨率更快的響應(yīng)時(shí)間和冷卻速度精確的溫度控制和測(cè)量特點(diǎn)DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)DSC儀器校正-基本概念DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)溫度校正熱電偶測(cè)量溫度與樣品實(shí)際溫度之間存在一定偏離

坩堝導(dǎo)熱性能

氣氛的導(dǎo)熱性能

熱電偶的老化程度其偏離程度取決于：DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)多點(diǎn)擬合法

測(cè)試多個(gè)不同熔點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，將實(shí)測(cè)熔點(diǎn)（DSC,DTA,cDTA...）與相應(yīng)理論熔點(diǎn)作比較，得到溫度校正曲線（△T～T）。只有采用多點(diǎn)擬合法才能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的溫度校正溫度校正DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)靈敏度校正適用儀器：DSC，STA（DSC-TG聯(lián)用）DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)靈敏度校正參比熱電偶與樣品熱電偶之間的信號(hào)差儀器μV*s/mgmW*s/mgJ/g實(shí)際物理意義上的熱效應(yīng)（熱焓）靈敏度校正：靈敏度系數(shù)μV/mW校正方法：多點(diǎn)擬合法、比熱法DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)多點(diǎn)擬合法（熱焓校正）

測(cè)試多個(gè)不同熔點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，將熔融實(shí)測(cè)信號(hào)μV*s/mg與熔融熱焓mW*s/mg作比較，得到溫度校正曲線（μV/mW～T）。靈敏度校正DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)

比熱法（熱流校正）使用比熱標(biāo)樣，以“樣品+修正”模式（基線扣除模式）進(jìn)行動(dòng)態(tài)升溫測(cè)試，使用各溫度下的DSC相對(duì)信號(hào)高度（單位μv/mg）與Cp*HR（單位mW/mg）進(jìn)行比較計(jì)算，得到靈敏度曲線：比熱法適用范圍：金屬爐體（Pt,PtRh,Ag等，不適用于SiC爐體）

不透明坩堝（PtRh、Al、石墨等，不用Al2O3坩堝）靈敏度校正DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)DSC儀器維護(hù)DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)儀器操作

儀器可一直處于開機(jī)狀態(tài)，盡量避免頻繁開機(jī)關(guān)機(jī)

儀器應(yīng)至少提前1小時(shí)開機(jī)

盡量避免在儀器極限溫度附近進(jìn)行恒溫操作試驗(yàn)完成后，必須等爐溫降到200

C以下后才能打開爐體

DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)樣品與坩堝

測(cè)試樣品及其分解物絕對(duì)不能與測(cè)量坩鍋發(fā)生反應(yīng)具體措施：實(shí)驗(yàn)前應(yīng)對(duì)樣品的組成有大致了解如有危害性氣體產(chǎn)生，實(shí)驗(yàn)要加大吹掃氣的用量

測(cè)試樣品及其分解物不能對(duì)傳感器、熱電偶造成污染鋁坩鍋測(cè)試，測(cè)試終止溫度不能超過(guò)600

C

絕對(duì)避免使用鉑坩鍋進(jìn)行測(cè)試金屬樣品金屬樣品的測(cè)試需查蒸氣壓～溫度表格DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)DSC

爐體已經(jīng)發(fā)生污染：清洗步驟：1.使用棉花棒蘸上酒精輕輕擦洗2.使用大流量惰性吹掃氣氛空燒至600C3.在日常使用溫度范圍內(nèi)進(jìn)行基線的驗(yàn)證測(cè)試。

若基線正常無(wú)峰，傳感器一般仍可繼續(xù)使用。4.使用標(biāo)樣In與Zn進(jìn)行溫度與靈敏度的驗(yàn)證測(cè)試，若溫度與熱焓較理論值發(fā)生了較大偏差，需要重新進(jìn)行校正。污染清理DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)熱分析實(shí)驗(yàn)技巧DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)適宜實(shí)驗(yàn)條件的選擇：熱分析實(shí)驗(yàn)技巧升溫速率樣品用量實(shí)驗(yàn)氣氛坩堝的選取樣品溫度控制（STC）

DSC基線

TG基線（浮力效應(yīng)）

制樣方式DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)實(shí)驗(yàn)條件的選擇升溫速率快速升溫：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峰形較小熱分析領(lǐng)域常用升溫速率是10K/min利用多個(gè)不同升溫速率下得到的一系列測(cè)試結(jié)果，可進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析在存在競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)路徑的情況下，不同的升溫速率得到的終產(chǎn)物組成可能不同不同升降溫速度測(cè)得的數(shù)據(jù)不具可比性DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)一般情況下，以較小的樣品量為宜。熱分析常用的樣品量為5～15mg。實(shí)驗(yàn)條件的選擇2.樣品量樣品量小：所測(cè)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峰形也較小樣品量大：能增大DSC檢測(cè)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。在樣品存在不均勻性的情況下，可能需要使用較大的樣品量才具有代表性。DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)樣品量：一般用量為5--15mg樣品量少，分辨率高，但靈敏度低，峰溫偏低。樣品量多，分辨率低，但靈敏度高，峰溫偏高。DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)綜合以上兩點(diǎn)：提高對(duì)微弱的熱效應(yīng)的檢測(cè)靈敏度：提高升溫速率加大樣品量提高微量成份的熱失重檢測(cè)靈敏度：加大樣品量提高相鄰峰（失重平臺(tái)）的分離度：慢速升溫速率小的樣品量實(shí)驗(yàn)條件的選擇DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)實(shí)驗(yàn)條件的選擇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(duì)于有大量氣體產(chǎn)物生成的反應(yīng)，可適當(dāng)疏松堆積DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)試樣和參比物試樣：除氣體外，固態(tài)，液態(tài)樣品都可測(cè)定。裝樣：盡量使樣品薄而勻地平鋪與坩堝底部，以減少試樣與器皿間的熱阻。坩堝：高聚物一般使用鋁坩堝，使用溫度低于500℃，參比物：必須具有熱惰性，熱容量和導(dǎo)熱率應(yīng)和樣品匹配。一般為，樣品量少時(shí)可放一空坩堝。DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)實(shí)驗(yàn)條件的選擇4.氣氛氣氛類別：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。若需使用真空或靜態(tài)氣氛，須保證反應(yīng)過(guò)程中的釋出氣體無(wú)危害性。

對(duì)于高分子TG測(cè)試，在某些場(chǎng)合使用真空氣氛，能夠降低小分子添加劑

的沸點(diǎn)，達(dá)到分離失重臺(tái)階的目的。DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)NR/SBR

橡膠中增塑劑的分解Massloss/%增塑劑質(zhì)量損失:-9.87%天然橡膠NR質(zhì)量損失:-38.81%丁苯橡膠SBR質(zhì)量損失:-14.79%Temperature/°CDTG%/minSample: NR/SBRSamplemass: 20.64mgCrucible: PtopenHeatingrate: 20K/minAtmosphere: N2將NR/SBR共混橡膠材料，在N2氣氛下按照標(biāo)準(zhǔn)的TG方法進(jìn)行分析，增塑劑的失重量為9.87%。（增塑劑失重與橡膠分解臺(tái)階有較大重疊）DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)NR/SBR

橡膠中增塑劑的分解Massloss/%DTG%/minTemperature/°C增塑劑massloss:-13.10%天然橡膠NRmassloss:-36.97%丁苯橡膠SBRmassloss:-10.33%Sample: NR/SBRSamplemass: 20.64mgCrucible: PtopenHeatingrate: 20K/minAtmosphere: VACUUM將該樣品在真空下進(jìn)行測(cè)試，由于增塑劑沸點(diǎn)的降低，揮發(fā)溫度與橡膠分解溫度拉開距離，得到了更準(zhǔn)確的增塑劑質(zhì)量百分比：13.10%。DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)常用氣氛：N2:常用惰性氣氛Ar:惰性氣氛，多用于金屬材料的高溫測(cè)試。He:惰性氣氛，因其導(dǎo)熱性好，有時(shí)用于低溫下的測(cè)試。Air:氧化性氣氛，可作反應(yīng)氣氛。O2:強(qiáng)氧化性氣氛，一般用作反應(yīng)氣氛?？紤]氣氛在測(cè)試所達(dá)到的最高溫度下是否會(huì)與熱電偶、坩堝等發(fā)生反應(yīng)注意防止爆炸和中毒實(shí)驗(yàn)條件的選擇特殊氣氛（如H2、CO、HCl等）：DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)坩堝類型：Netzsch提供最為全面的坩堝類型，適應(yīng)各種不同的測(cè)試需要常用坩堝：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，高壓坩堝實(shí)驗(yàn)條件的選擇

Al坩堝傳熱性好，靈敏度、峰分離能力、基線性能等均佳溫度范圍較窄（<600℃）用于中低溫型DSC測(cè)試可用于比熱測(cè)試

PtRh坩堝傳熱性好，靈敏度高、峰分離能力、基線性能佳溫度范圍寬廣適于精確測(cè)量比熱易與熔化的金屬樣品形成合金清洗與回收：可使用氫氟酸浸泡清洗DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)樣品適應(yīng)面廣，其靈敏度、峰分離能力、基線漂移等較PtRh差溫度范圍寬廣（可用于高溫1650℃）不適于測(cè)定比熱易與部分無(wú)機(jī)熔融樣品（如硅酸鹽、氧化鐵等）反應(yīng)或擴(kuò)散滲透中壓坩堝最高使用壓力20bar高壓坩堝為100bar溫度較低、揮發(fā)物壓力不太大時(shí)，可用密閉壓制的Al坩堝代替清洗與回收：可使用王水與氨水浸泡清洗實(shí)驗(yàn)條件的選擇適用：揮發(fā)性液體樣品，液相反應(yīng)，需要維持氣體分壓的封閉體系反應(yīng)對(duì)塑料的氧化有催化作用，有時(shí)用于氧化誘導(dǎo)期（O.I.T.）測(cè)試

Al2O3坩堝

Cu坩堝中壓與高壓坩堝DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)實(shí)驗(yàn)條件的選擇坩堝加蓋的優(yōu)點(diǎn)有利于體系內(nèi)部溫度均勻減少輻射效應(yīng)與樣品顏色的影響。防止微細(xì)樣品粉末飛揚(yáng)，或在抽取真空過(guò)程中被帶走。有效防止傳感器受到污染坩堝蓋扎孔的目的保證樣品與氣氛一定接觸允許一定程度的氣固反應(yīng)允許氣體產(chǎn)物隨動(dòng)態(tài)氣氛帶走。保持坩堝內(nèi)外壓力平衡。坩堝加蓋的缺點(diǎn)減少了反應(yīng)氣氛與樣品的接觸產(chǎn)物氣體不易帶走導(dǎo)致反應(yīng)體系壓力較高DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)實(shí)驗(yàn)條件的選擇物理效應(yīng)測(cè)試（熔融、結(jié)晶、相變等DSC測(cè)試），通常選擇加蓋坩堝未知樣品，出于安全性考慮，通常選擇加蓋坩堝氣固反應(yīng)（如氧化誘導(dǎo)期測(cè)試或吸附反應(yīng)），使用不加蓋敞口坩堝有氣體生成的反應(yīng)（包括多數(shù)分解反應(yīng)）或偏重于TG的測(cè)試，在不污染損害樣品支架的前提下，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，進(jìn)行加蓋與否的選擇液相反應(yīng)，易揮發(fā)樣品，使用加蓋壓制Al坩堝、中壓或高壓坩堝DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)實(shí)驗(yàn)條件的選擇STCOn：程序溫度（Tp）=參比溫度（Tr）≈樣品溫度（Ts）STCOff:程序溫度（Tp）=爐體溫度（Tf）DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)實(shí)驗(yàn)條件的選擇溫度程序：20℃→1220℃升溫速率20K/minTs，Tp嚴(yán)格保持一致DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)嚴(yán)格保證恒溫溫度，如氧化誘導(dǎo)期測(cè)試、等溫固化等，推薦使用STC嚴(yán)格保證升溫速率的均勻性與一致性，如動(dòng)力學(xué)計(jì)算，建議使用STC熱效應(yīng)溫度接近所設(shè)起始溫度的測(cè)試，不建議使用STCC-DTA測(cè)試不建議使用STCCp測(cè)試不建議使用STC用STC將樣品溫度升至儀器的極限高溫，須注意爐體溫度超過(guò)極限高溫的可能實(shí)驗(yàn)條件的選擇DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)實(shí)驗(yàn)條件的選擇6.DSC基線DSC基線漂移影響因素參比坩堝一般為空坩堝樣品量較大，在參比坩堝中加惰性參比物質(zhì)（剛玉，藍(lán)寶石）比熱測(cè)試對(duì)基線重復(fù)性的要求非常嚴(yán)格參比端與樣品端的熱容差異升溫速率樣品顏色等使用PtRh或Al坩堝坩堝質(zhì)量要求相近基線測(cè)試、標(biāo)樣測(cè)試與樣品測(cè)試使用同一坩堝，坩堝的位置保持前后一致DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)實(shí)驗(yàn)條件的選擇DSC峰面積基線類型的選取NetzschProteus熱分析軟件提供如下五種類型的基線：線性反曲線切線水平左開始水平右開始基線的選取原則想象若未發(fā)生熱效應(yīng)時(shí)DSC曲線應(yīng)為何形狀DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)實(shí)驗(yàn)條件的選擇線性：峰左右兩側(cè)基線水平且高度相等兩側(cè)基線雖有一定斜度但處在一條直線上DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)實(shí)驗(yàn)條件的選擇反曲線：基線本身水平，而熱效應(yīng)前后樣品比熱發(fā)生變化DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)實(shí)驗(yàn)條件的選擇切線：基線為弧形基線本身為斜線，熱效應(yīng)前后樣品比熱發(fā)生變化DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)實(shí)驗(yàn)條件的選擇水平左開始／水平右開始：多用于兩峰重疊，大致計(jì)算單峰面積DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)實(shí)驗(yàn)條件的選擇7.TG基線（浮力效應(yīng)）

浮力效應(yīng)：氣體密度（ρ）隨溫度（T）變化而變化，導(dǎo)致樣品支架系統(tǒng)所受到的浮力隨溫度而改變，從而形成熱重測(cè)試的天然基線gassampleGFG‘(T)＝G－F（T）DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)浮力效應(yīng)的修正：TG基線的測(cè)試與自動(dòng)扣除。實(shí)驗(yàn)條件的選擇DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)實(shí)驗(yàn)條件的選擇浮力效應(yīng)的影響因素氣體密度（Ar>N2>He

）氣體流量升溫速率樣品支架、坩堝的體積基線扣除誤差的避免Correction測(cè)試、Sample+Correction測(cè)試注意：氣體流量嚴(yán)格一致起始溫度嚴(yán)格一致測(cè)樣啟動(dòng)前天平的穩(wěn)定性爐體溫度與樣品溫度之間的平衡DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)應(yīng)用DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)液態(tài)固態(tài)晶態(tài)非晶態(tài)（無(wú)定形態(tài)）快速冷卻/驟冷慢速/普通冷卻物質(zhì)的固液態(tài)轉(zhuǎn)變TcTmTgTg冷結(jié)晶DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)高分子材料的轉(zhuǎn)變無(wú)定形態(tài)：玻璃態(tài)高彈態(tài)粘流態(tài)晶體Tg(彈性溫度)Tf(流動(dòng)溫度)Tm(晶體熔點(diǎn))Tc(結(jié)晶溫度)Td(分解溫度)冷結(jié)晶DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)ExoEndodH/dt(mW)TemperatureGlass

TransitionCrystallizationMeltingDecomposition玻璃化轉(zhuǎn)變結(jié)晶基線放熱行為（固化，氧化，反應(yīng)，交聯(lián)）熔融分解氣化TdTgTcTmDSC典型綜合圖譜ExoEndoDSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)無(wú)定形態(tài)半結(jié)晶態(tài)結(jié)晶態(tài)三種聚集態(tài)高分子材料DSC典型圖譜endoDSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)部分結(jié)晶高分子材料的結(jié)晶度非晶態(tài)區(qū)域晶體區(qū)域結(jié)晶度：晶體區(qū)域在材料內(nèi)部所占百分比0%…100%?部分結(jié)晶材料從熔體：快速冷卻：結(jié)晶度將降低，Tg較明顯，熔融峰較小，可能出現(xiàn)冷結(jié)晶峰。慢速冷卻：結(jié)晶度較高，熔融峰較大，Tg相對(duì)不明顯DSC方法計(jì)算結(jié)晶度：熔融峰面積（-冷結(jié)晶峰面積）／100%結(jié)晶的理論熔融熱焓DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)DSC

應(yīng)用實(shí)例–PET

DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)玻璃化轉(zhuǎn)變的測(cè)定（DSC）在無(wú)定形聚合物由玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)的過(guò)程中伴隨著比熱變化，在DSC曲線上體現(xiàn)為基線高度的變化(曲線的拐折)。由此進(jìn)行分析，即可得到材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與比熱變化程度。DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)彈性橡膠的玻璃化轉(zhuǎn)變（DSC）Tg

與塑料／橡膠的使用溫度有關(guān)。對(duì)于圖中的橡膠而言，玻璃化溫度低，說(shuō)明材料可以應(yīng)用于較低的環(huán)境。DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)玻璃化轉(zhuǎn)變的測(cè)定（DSC）通過(guò)玻璃化溫度的測(cè)定，可以對(duì)幾種無(wú)定型塑料（PMMA、PVB、PC）進(jìn)行辨別DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)DSC應(yīng)用實(shí)例–

環(huán)氧樹脂的固化DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)高分子材料的DSC曲線受眾多因素影響，往往需要進(jìn)行兩次測(cè)試兩次升溫高分子材料第一次升溫得到迭加了熱歷史（冷卻結(jié)晶、應(yīng)力、固化等）與其他因素（水分、添加劑等）的原始材料的性質(zhì)玻璃化轉(zhuǎn)變?cè)谵D(zhuǎn)變區(qū)域往往伴隨有應(yīng)力松弛峰熱固性樹脂：若未完全固化，第一次升溫Tg較低，伴有不可逆的固化放熱峰部分結(jié)晶材料：計(jì)算室溫下的原始結(jié)晶度吸水量大的樣品（如纖維等）：往往伴有水分揮發(fā)吸熱峰，可能掩蓋樣品的特征轉(zhuǎn)變DSC(差示掃描量熱儀)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)高分子材料第二次升溫玻璃化轉(zhuǎn)變：消除了應(yīng)力松弛峰，曲線形狀典型而規(guī)整熱固性樹脂（未完全固化）：玻璃化溫度一般會(huì)提高。部分結(jié)晶材料：經(jīng)過(guò)特定冷卻條件（結(jié)晶歷史）研