熱分析設(shè)備是一種通過(guò)加熱,檢測(cè)樣品溫度與重量、差熱信號(hào)的關(guān)系,熱分析設(shè)備主要分為差示掃描量熱儀(差熱法DSC,DTA)、熱重分析儀(熱重法TGA,DTG)、綜合熱分析(同步DSC-TGA或DTA-TGA)三個(gè)大類:
1、差示掃描量熱儀
差示掃描量熱儀(DifferentialScanningCalorimetry,差熱法,DSC,DTA)主要是測(cè)試樣品的熔點(diǎn)、熱固化、光固化、冷結(jié)晶、相變潛熱、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、氧化誘導(dǎo)期、分解溫度、比熱容、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等,如果樣品為非晶體物質(zhì),那么不適用于此方法,可以通過(guò)全自動(dòng)視頻熔點(diǎn)測(cè)試儀(MPT-V系列)或者顯微熱臺(tái)熔點(diǎn)測(cè)試儀(MPT-T系列)測(cè)試該物質(zhì)熔點(diǎn)。
2、熱重分析儀
熱重分析儀(ThermalGravimetricAnalyzer,熱重法TGA,DTG)主要是測(cè)試的是樣品質(zhì)量隨著溫度變化(或時(shí)間變化,比如說(shuō)在某溫度下恒溫X小時(shí))而變化的關(guān)系。樣品在高溫中會(huì)升華、汽化、揮發(fā)、分解、氧化燃燒等,就會(huì)造成重量的損失,比如說(shuō),受潮的CaC2O4·H2O,含有自由水和結(jié)晶水,在50℃恒溫的條件下就會(huì)自由水就會(huì)揮發(fā),造成重量降低;當(dāng)溫度升高時(shí),170℃-190℃,就會(huì)失去結(jié)晶水,從而轉(zhuǎn)變成CaC2O4;隨著溫度的持續(xù)上升,450℃-460℃時(shí),CaC2O4分解成CaCO3和CO,此時(shí)CO隨著氣流排出,CaCO3留在樣品中;繼續(xù)加熱到750℃-800℃,CaCO3將繼續(xù)分解成CaO和CO2。此過(guò)程中包含了自由水揮發(fā)、分解的過(guò)程,有的樣品還有氧化燃燒的過(guò)程(比如說(shuō),熱重法測(cè)試炭黑含量,后期通入氧氣燃燒炭黑,生成CO2從而形成重量損失),每個(gè)過(guò)程都有重量損失,測(cè)試出每一部分的重量損失比例、每一部分在多少溫度下產(chǎn)生重量變化。
3、綜合熱分析儀
綜合熱分析儀(SimultaneousThermalAnalyzer,同步熱分析儀,DSC-TGA或DTA-TGA)在測(cè)試樣品的重量變化的同時(shí),測(cè)試樣品發(fā)生的差熱變化,比如說(shuō)CaC2O4分解成CaCO3和CO、CaCO3將繼續(xù)分解成CaO和CO2,吸收熱量;炭黑燃燒,釋放熱量等,在重量變化的同時(shí),有差熱變化。
以上三種熱分析儀,為通用型常見(jiàn)的檢測(cè)設(shè)備,每一種設(shè)備都有十幾、二十種型號(hào),究竟如何選型?
大概的方向如下:首先,確認(rèn)一下需要測(cè)試的項(xiàng)目,是重量方向還是差熱方向,或者兩個(gè)都需要?其次根據(jù)溫度,比如說(shuō),測(cè)試鉛的熔點(diǎn),鉛熔點(diǎn)為327.5℃,那么使用差示掃描量熱儀(DSC)時(shí)室溫到500℃即可;最后,看一下是否有其他特殊要求。