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影響差熱分析儀差熱 分析效果的直接因素
日期：2025-09-08 20:47
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摘要：影響差熱分析儀差熱分析效果的直接因素
影響差熱分析儀差熱分析效果的直接因素
差熱分析是一種重要的熱分析方法。代表性儀器有差熱分析儀。是指在程序溫度控制下，測量物質(zhì)與參比物質(zhì)之間的溫差與溫度或時(shí)間的關(guān)系的一種檢測技術(shù)。一般差熱分析儀由加熱系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、信號(hào)放大系統(tǒng)、差熱系統(tǒng)、記錄系統(tǒng)組成。部分型號(hào)的產(chǎn)品還包括氣氛控制系統(tǒng)和壓力控制系統(tǒng)。
差熱分析儀操作簡單，但在實(shí)際工作中，經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)同一個(gè)樣品在不同儀器上測量，或者不同人在同一儀器上測量，得到的差熱曲線結(jié)果不同。峰的* 高溫度、形狀、面積和峰大小都會(huì)有一定程度的變化。主要原因是熱量與多種因素有關(guān)，傳熱較為復(fù)雜。一般來說，一個(gè)是儀器，一個(gè)是樣品。雖然影響因素很多，但只要嚴(yán)格控制一定的條件，仍然可以獲得較好的重現(xiàn)性。
一、升溫速率的影響及選擇
升溫速率不僅影響峰溫的位置，還影響峰面積的大小。一般來說，加熱速度越快，峰面積越大，峰越尖。但是，快速的升溫速度使樣品的分解在很大程度上偏離了平衡條件，容易造成基線漂移。更重要的是，兩個(gè)相鄰的峰可能重疊，分辨率會(huì)降低。較慢的加熱速率和較低的基線漂移使系統(tǒng)接**衡條件并獲得寬而淺的峰。它還可以更好地分離兩個(gè)相鄰峰，從而實(shí)現(xiàn)高分辨率。但測量時(shí)間長，儀器靈敏度高。一般選擇8度·min-1～12度·min-1為宜。
2. 氣氛和壓力的選擇
大氣和壓力會(huì)影響樣品的化學(xué)反應(yīng)和物理變化的平衡溫度和峰形。因此，必須根據(jù)樣品的性質(zhì)選擇合適的氣氛和壓力。有些樣品容易氧化，可引入N2、Ne等惰性氣體。
3. 參考資料的選擇
為了獲得穩(wěn)定的基線，參考物質(zhì)的選擇非常重要。要求參比物質(zhì)在加熱或冷卻過程中不發(fā)生任何變化，并且在整個(gè)加熱過程中參比物質(zhì)的比熱、熱導(dǎo)率和粒徑盡可能與樣品一致或相似。
α-氧化鋁 (Al2O3) 或煅燒氧化鎂 (MgO) 或石英砂通常用作參考材料。如果分析樣品是金屬，也可以用金屬鎳粉作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。如果樣品和參比物質(zhì)的熱性質(zhì)差別很大，可以通過稀釋樣品來解決，主要是降低反應(yīng)的嚴(yán)重程度；如果樣品在加熱過程中產(chǎn)生氣體，可以減少大量氣體，防止樣品沖出。所選稀釋劑不能與樣品發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)或催化反應(yīng)。常見的稀釋劑有碳化硅、鐵粉、Fe2O3、玻璃珠Al2O等。
4. 樣品的預(yù)處理和用量
樣品量大，容易使相鄰的兩個(gè)峰重疊，降低分辨率。一般盡量減少用量，*多為毫克。樣品粒度約100目～200目。小顆?？梢蕴岣邿釋?dǎo)率，但太細(xì)可能會(huì)破壞樣品的結(jié)晶度。對于容易分解產(chǎn)生氣體的樣品，顆粒要大一些。對照品的顆粒、堆積和密封性應(yīng)與樣品一致，以減少基線漂移。
5、走紙速度的選擇
在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，相同的樣品，如進(jìn)紙速度快，峰面積大，但峰形平坦，誤差小；進(jìn)紙速度小，峰面積小。因此，應(yīng)根據(jù)不同的樣品選擇合適的走紙速度。不同條件的選擇會(huì)影響差熱曲線。除上述之外，還有很多因素，例如樣品管的材料、尺寸和形狀，熱電偶的材料，以及熱電偶插入樣品和參考的位置。以上因素對于市售的差示量熱儀是固定的，但是自己組裝的差示量熱儀必須考慮這些因素。
差熱分析儀操作簡單，但在實(shí)際工作中，經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)同一個(gè)樣品在不同儀器上測量，或者不同人在同一儀器上測量，得到的差熱曲線結(jié)果不同。峰的* 高溫度、形狀、面積和峰大小都會(huì)有一定程度的變化。主要原因是熱量與多種因素有關(guān)，傳熱較為復(fù)雜。一般來說，一個(gè)是儀器，一個(gè)是樣品。雖然影響因素很多，但只要嚴(yán)格控制一定的條件，仍然可以獲得較好的重現(xiàn)性。
一、升溫速率的影響及選擇
升溫速率不僅影響峰溫的位置，還影響峰面積的大小。一般來說，加熱速度越快，峰面積越大，峰越尖。但是，快速的升溫速度使樣品的分解在很大程度上偏離了平衡條件，容易造成基線漂移。更重要的是，兩個(gè)相鄰的峰可能重疊，分辨率會(huì)降低。較慢的加熱速率和較低的基線漂移使系統(tǒng)接**衡條件并獲得寬而淺的峰。它還可以更好地分離兩個(gè)相鄰峰，從而實(shí)現(xiàn)高分辨率。但測量時(shí)間長，儀器靈敏度高。一般選擇8度·min-1～12度·min-1為宜。
2. 氣氛和壓力的選擇
大氣和壓力會(huì)影響樣品的化學(xué)反應(yīng)和物理變化的平衡溫度和峰形。因此，必須根據(jù)樣品的性質(zhì)選擇合適的氣氛和壓力。有些樣品容易氧化，可引入N2、Ne等惰性氣體。
3. 參考資料的選擇
為了獲得穩(wěn)定的基線，參考物質(zhì)的選擇非常重要。要求參比物質(zhì)在加熱或冷卻過程中不發(fā)生任何變化，并且在整個(gè)加熱過程中參比物質(zhì)的比熱、熱導(dǎo)率和粒徑盡可能與樣品一致或相似。
α-氧化鋁 (Al2O3) 或煅燒氧化鎂 (MgO) 或石英砂通常用作參考材料。如果分析樣品是金屬，也可以用金屬鎳粉作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。如果樣品和參比物質(zhì)的熱性質(zhì)差別很大，可以通過稀釋樣品來解決，主要是降低反應(yīng)的嚴(yán)重程度；如果樣品在加熱過程中產(chǎn)生氣體，可以減少大量氣體，防止樣品沖出。所選稀釋劑不能與樣品發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)或催化反應(yīng)。常見的稀釋劑有碳化硅、鐵粉、Fe2O3、玻璃珠Al2O等。
4. 樣品的預(yù)處理和用量
樣品量大，容易使相鄰的兩個(gè)峰重疊，降低分辨率。一般盡量減少用量，*多為毫克。樣品粒度約100目～200目。小顆?？梢蕴岣邿釋?dǎo)率，但太細(xì)可能會(huì)破壞樣品的結(jié)晶度。對于容易分解產(chǎn)生氣體的樣品，顆粒要大一些。對照品的顆粒、堆積和密封性應(yīng)與樣品一致，以減少基線漂移。
5、走紙速度的選擇
在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，相同的樣品，如進(jìn)紙速度快，峰面積大，但峰形平坦，誤差小；進(jìn)紙速度小，峰面積小。因此，應(yīng)根據(jù)不同的樣品選擇合適的走紙速度。不同條件的選擇會(huì)影響差熱曲線。除上述之外，還有很多因素，例如樣品管的材料、尺寸和形狀，熱電偶的材料，以及熱電偶插入樣品和參考的位置。以上因素對于市售的差示量熱儀是固定的，但是自己組裝的差示量熱儀必須考慮這些因素。