也叫(jiào)做示差掃描(miáo)熱量(liáng)法(Differential Scanning Calorimetry )，是(shì)在程序溫(wēn)度(dù)下，測量(liáng)物質與參比(bǐ)物的(dí)率差值(zhí)△W與溫度的(dí)函(hán)數關(guān)係。是(shì)和(hé)DTA在應用(yòng)上(shàng)相(xiāng)近(jìn)而(ér)在(zài)原理上(shàng)稍有改的(dí)種(zhǒng)熱分(fēn)析。
差動熱(rè)分(fēn)析(xī)儀(yí)CDR-4P用(yòng)於(yú)測定物質在熱反應時(shí)的征溫度及吸(xī)熱或(huò)放(fàng)出的熱(rè)量，包括(kuò)物質相變，分解(jiě)，化合，凝固(gù)，脫(tuō)水(shuǐ)，蒸發等(děng)物理或化學(xué)反應(yīng)，廣泛(fàn)應(yīng)用於無(wú)機，矽(guī)酸鹽(yán)，陶(táo)瓷，礦(kuàng)物(wù)金屬(shǔ)，航天耐溫材料等域(yù)。是無(wú)機(jī)，有(yǒu)機，別是分(fēn)子聚合物(wù)，玻璃鋼等方麵熱分(fēn)析的(dí)重(zhòng)要(yào)儀(yí)器。可(kě)實現(xiàn)在同台(tái)熱分析儀上分別(bié)測(cè)量DTA和(hé)DSC。
(圖(tú)1)是(shì)在(zài)程序(xù)溫度控製(zhì)下恒速升溫(或(huò)降(jiàng)溫(wēn))時(shí)，連續測定試樣(S)同(tóng)參比(bǐ)物(wù)(R:如(rú)α-氧化鋁(lǚ))間(jiān)的(dí)溫(wēn)度差(chà)ΔT，從而以(yǐ)ΔT對(duì)T作(zuò)圖(tú)得到熱譜(pǔ)圖曲綫(xiàn)(見圖(tú)2)，而通過(guò)對其分析(xī)處(chǔ)理獲取所需信息。
在行(háng)DTA測(cè)試時，試樣和(hé)參比物分別放(fàng)在兩個(gè)樣品(pǐn)池內，如圖1所示，加(jiā)熱爐(lú)以(yǐ)定的(dí)速(sù)率(shuài)升(shēng)溫，若(ruò)試(shì)樣(yàng)沒(méi)有(yǒu)熱(rè)反應(yīng)，則(zé)它的溫度和和(hé)參(cān)比物溫(wēn)度(dù)之間的(dí)溫差(chà)ΔT=0，差熱(rè)曲綫為條(tiáo)直綫，稱為基綫(xiàn);若試(shì)樣(yàng)在(zài)某(mǒu)溫度(dù)範(fàn)圍(wéi)內有吸熱(放熱(rè))反應，則(zé)試樣(yàng)溫度(dù)將(jiāng)停(tíng)止(或加快)上(shàng)升，試(shì)樣(yàng)和(hé)參(cān)比物(wù)之間產(chǎn)生溫差ΔT，將該(gāi)信號(hào)放大，由(yóu)計算(suàn)機(jī)行(háng)數據采集處(chǔ)理後形成DTA峰形(xíng)曲綫，根據出(chū)峰的溫(wēn)度及(jí)其麵積(jī)的(dí)大小與形狀可(kě)以行分(fēn)析(xī)。
DSC的(dí)原理和(hé)DTA基本(běn)相似，其(qí)改之處是在(zài)試樣和參(cān)比物下(xià)增加(jiā)了兩(liǎng)組(zǔ)補(bǔ)償加(jiā)熱絲，當試樣在(zài)加熱(rè)過程中由於(yú)熱反應(yīng)而(ér)和參比試(shì)樣間出(chū)現溫(wēn)差(chà)ΔT時，通(tōng)過差(chà)熱放大和差(chà)動熱量補償(cháng)使入補(bǔ)償絲的(dí)電發(fā)生變化。當試樣(yàng)吸熱時，補(bǔ)償使試樣邊的電(diàn)立(lì)刻增大(dà)，反之(zhī)，在試(shì)樣放(fàng)熱時(shí)使(shǐ)參比物邊(biān)的電(diàn)增大，直到兩(liǎng)邊達到(dào)熱平(píng)衡(héng)，溫(wēn)差ΔT消(xiāo)失為止(zhǐ)。換句話說(shuō)，試樣在熱反應時發(fā)生的熱量(liáng)變化(huà)，由(yóu)於(yú)及時(shí)輸(shū)入電(diàn)率而得(dé)到(dào)補償。
DSC和DTA相比(bǐ)，在(zài)試樣發生(shēng)熱效(xiào)應時DTA中試樣的(dí)實際(jì)溫度已(yǐ)經不(bù)是(shì)程序升(shēng)溫(wēn)時(shí)所控(kòng)製(zhì)的溫度(如試(shì)樣(yàng)在放熱反(fǎn)應時(shí)會加速升(shēng)溫)，而在DSC中(zhōng)試(shì)樣(yàng)的(dí)熱(rè)量變(biàn)化可(kě)及時(shí)得(dé)到補償，試(shì)樣和參比物的溫(wēn)度始終(zhōng)保(bǎo)持(chí)致(zhì)，避免了(liǎo)參(cān)比物和(hé)試樣之間(jiān)的熱傳遞(dì)，因(yīn)而(ér)儀器的(dí)熱滯(zhì)後現象小，出(chū)峰溫(wēn)度(dù)更接(jiē)近實(shí)際溫(wēn)度，且(qiě)反(fǎn)應更靈敏，分(fēn)辨率更(gēng)。
所(suǒ)選用(yòng)的參比(bǐ)物(wù)應是(shì)在實驗溫(wēn)度範(fàn)圍內不發(fā)生(shēng)物(wù)理變化(huà)及(jí)化(huà)學(xué)變化的(dí)物質(zhì)，如(rú)α-Al2O3，石英(yīng)粉和MgO等。當(dāng)把(bǎ)試(shì)樣和(hé)參(cān)比物同置於(yú)加熱爐中(zhōng)等(děng)速升(shēng)溫行DTA測試(shì)時，若試(shì)樣不(bù)發生熱效應，在(zài)理(lǐ)想(xiǎng)情況下(xià)，試(shì)樣的溫(wēn)度和(hé)參(cān)比物的溫(wēn)度相(xiāng)等，此時ΔT=0，在(zài)熱(rè)譜(pǔ)圖(tú)上應(yīng)是(shì)根水(shuǐ)平基(jī)綫。當試(shì)樣(yàng)發生(shēng)了(liǎo)物(wù)理或化(huà)學(xué)變(biàn)化，吸(xī)入或放出(chū)熱(rè)量(liáng)時(shí)，ΔT≠0，在(zài)熱(rè)譜(pǔ)圖上會出現(xiàn)吸熱(rè)或(huò)放熱(rè)峰(fēng)，形(xíng)成(chéng)ΔT隨溫度變(biàn)化的差(chà)熱曲(qū)綫(熱譜圖)，在(zài)習慣(guàn)上(shàng)通(tōng)常(cháng)以(yǐ)溫度差ΔT作(zuò)縱坐標，吸(xī)熱(rè)峰(fēng)向下，放(fàng)熱峰向上(shàng)，溫度(dù)T作(zuò)橫坐(zuò)標(biāo)，自左向右(yòu)增(zēng)加。在熱譜(pǔ)圖上(shàng)，由(yóu)峰(fēng)的位置可確定(dìng)發生(shēng)熱效應(yīng)的溫度，由峰的(dí)麵(miàn)積可確定(dìng)熱(rè)效應(yīng)的大小(xiǎo)，由(yóu)峰的形狀(zhuàng)可(kě)了解有關過程的動力學性。
測定結(jié)晶溫(wēn)度Tc，熔點(diǎn)Tm，結晶(jīng)相轉變等物(wù)理變(biàn)化，研(yán)究聚(jù)合(hé)物固(gù)化(huà)，交聯(lián)，氧化(huà)，分解(jiě)等反應(yīng)，測定(dìng)聚(jù)合物玻(bō)璃(lí)化(huà)轉變溫(wēn)度(dù)Tg，也可測(cè)定反(fǎn)應溫度或反應溫度區等反應動(dòng)力(lì)學(xué)參(cān)數。如圖7-2中，聚合(hé)物的(dí)玻(bō)璃化(huà)轉(zhuǎn)變為體(tǐ)積(jī)鬆(sōng)弛(chí)過程(chéng)，在Tg處，聚(jù)合物的(dí)比熱發(fā)生突然變化，故(gù)在熱譜(pǔ)圖上Tg處表(biǎo)現(xiàn)為基綫的(dí)突(tū)然變(biàn)動。聚合物(wù)的熔(róng)融和熱分(fēn)解吸熱，故(gù)在熱(rè)譜(pǔ)圖(tú)上出(chū)現(xiàn)向(xiàng)下的(dí)負峰(fēng)，而(ér)聚合物(wù)的(dí)結(jié)晶(jīng)和氧化為(wéi)放熱(rè)，表(biǎo)現為(wéi)向上的正峰(fēng)，據(jù)此可判(pàn)斷(duàn)聚(jù)合物(wù)的結晶相轉變，耐(nài)熱(rè)氧化性(xìng)能(néng)及(jí)耐熱穩定(dìng)性等。
要(yào)獲(huò)得準確(què)的(dí)DTA和(hé)DSC結果(guǒ)，zui重要的(dí)是使(shǐ)試(shì)樣(yàng)和參比(bǐ)物處於均匀的溫度，並在(zài)均匀(yún)狀(zhuàng)態(tài)的條件下(xià)行操(cāo)作，以免成(chéng)基綫(xiàn)漂(piāo)移(yí)和差(chà)熱峰出現不對稱(chēng)等情況。此外(wài)試(shì)樣和參比物的(dí)熱容量不匹(pǐ)配(pèi)或導(dǎo)熱性(xìng)不(bù)好，試樣堆砌不緊密或顆粒大小不(bù)合(hé)適，幾何(hé)形(xíng)狀不(bù)對(duì)稱，存(cún)在稀(xī)釋劑等因(yīn)素(sù)都(dū)可能對結果產生(shēng)影響(xiǎng)。
所(suǒ)謂(wèi)稀(xī)釋劑是(shì)那(nà)些(xiē)用來(lái)和試(shì)樣混(hùn)合，以(yǐ)使(shǐ)其熱傳導(dǎo)和(hé)熱擴散與(yǔ)參比物(wù)相匹配(pèi)的(dí)惰(duò)性物質(zhì)(常(cháng)用參比物)。般來說(shuō)，采(cǎi)用(yòng)小試樣和(hé)少量稀釋劑(jì)效(xiào)果(guǒ)較好(hǎo)，但由(yóu)於(yú)靈敏度(dù)隨試樣量(liáng)的增大而增大，而(ér)分辨率隨之下降(jiàng)，因此選擇(zé)*配比。除(chú)試樣(yàng)用(yòng)量(liáng)外(wài)，如(rú)試樣粒(lì)度太(tài)小，其表麵(miàn)積增大(dà)，轉變溫(wēn)度(dù)會(huì)移向(xiàng)低溫(wēn)。試樣堆(duī)砌(qì)緊密(mì)，熱傳導大(dà)，從而(ér)改善了再(zài)現性。
當(dāng)前位置：