热分析技术thermalanalysis.ppt

4. 热重分析曲线 TG曲线： DTG曲线： DTG曲线的峰顶d2W/dt2 = 0，即失重速率的最大值，它与TG曲线的拐点相对应。 DTG曲线上的峰的数目和TG曲线的台阶数相等 DTG曲线上的峰面积与失重量成正比。 热电偶是差热分析的关键元件 铜-康铜（长期350℃ /短期500 ℃ ）、 铁-康铜（600/800 ℃ ） 镍铬-镍铝（1000/1300℃ ）、 铂-铂铑(1300/1600 ℃ )、 铱-铱铑（1800/2000 ℃） 测量池 程序温控装置： 使炉温按给定的程序方式(升温、降温、恒温、循环)以一定速度变化 升温速度：1～100K/min，常用：1～20K/min 3、典型的DSC曲线 * 差示扫描量热法的影响因素与差热分析基本上相类似， * 若试样初始质量为W0，失重后试样质量为W1，则失重百分数为（W0－W1）/W0×100%。 * TG曲线对时间(或温度)的一次微分所得曲线即DTG曲线。 * 这个温差是由试样的放热或吸热效应产生的。 总之热分析技术是建立在物质热行为上的一类分析方法 若试样初始质量为W0，失重后试样质量为W1，则失重百分数为（W0－W1）/W0×100%。 * TG曲线对时间(或温度)的一次微分所得曲线即DTG曲线。 * 若试样初始质量为W0，失重后试样质量为W1，则失重百分数为（W0－W1）/W0×100%。 * 凡特何夫方程式 样品焓变的测定关键是要测定反应吸放热量是多少 样品比热测定：单位质量的物质，其温度升高1C所需要的热量叫该物质的比热容。/p-311566214.html 样品 参比物 电热丝 热电偶 金属 经典测量池 易受试样、参比物的密度、导热系数、比热容、热扩散的影响 微伏放大器： 灵敏、稳定； 10 uV 用以放大温差电势差，热信号须经放大后再送入记录仪中记录 记录仪：多笔记录仪 气氛控制系统：Ar；N2 * 5. DTA曲线提供的信息 峰的数目：表示物质发生物理、化学变化的次数 峰的方向：表明体系发生热效应的正负性 峰面积：说明热效应的大小 注意：两种或多种不相互反应的物质的混合物，其差热曲线为各自差热曲线的叠加。 差热分析中产生吸热、放热的物理化学反应 现象 吸热 放热 现象 吸热 放热 物理原因 结构转变 熔化 汽化 升华 吸附 脱附 吸收 ? ? ? ? ? ? ? ? 化学原因 化学脱附 析出 脱水 分解 氧化度降低 氧化还原 氧化还原反应 ? ? ? ? ? ? ? ? 定性分析 6、 差热分析曲线的影响因素 影响差热分析的主要因素有三个方面： 不同升温速率对高岭土脱水反应DTA曲线的影响 （一）实验条件的影响 1.升温速率 2.气氛－不同性质的气氛如氧化气氛，还原气氛或惰性气氛对DTA 测定有较大影响。 3. 参比物用量、比重、粒度、比热及热传导性等都应与试样尽可能一致，否则可能出现基线偏移、甚至造成缓慢变化的假峰。 常用的参比物： α－ Al2O3 （二）试样 1 试样的用量：试样用量多，热效应大，峰顶温度滞后，容易掩盖邻近小峰谷。 以少为原则，通常10～30 mg。 2. 样品粒度：较大的颗粒峰形较宽，分辨率下降。一般以200目为宜。 3. 样品的装填：装填不均会引起导热及温度的差异，出现无法解析的小峰。 （三）仪器因素 仪器中加热方式、炉子形状、尺寸的影响 样品支持器（均温块体的结构和材质） 热电偶的位置，热电偶的类型、尺寸的影响 * 例1．从热分析曲线推测NH4VO3的分解过程 在所示温度范围内发生了两次热分解反应，并且都为吸热反应。 两次热分解反应对应的热失重量分别为14％和22％，并由此推测两次热分解反应的产物中都有气相的逸出从而使重量减轻。 6、差热分析的应用 （1）推测材料的分解过程 * NH4VO3的分子量为117： 第一次热失重的失去重量为14％，对应的分子量约为16.4，相当于NH3的分子量，即失去氨气后剩余HVO3； 第二次热失重反应后累计失去的重量为22％，减去第一次热反应所失去的量还有8％，即等于分子量9.4，相当于H2O的一半。这样，完整的热分解反应方程式为： -NH3 -1/2 H2O NH4VO3--------HVO3--------------V2O5? * （2）材料的鉴别与成分分析 应用差热分析对材料进行鉴别主要是根据物质的相变（包括熔融、升华和晶型转变等）和化学反应（包括脱水、分解和氧化还原等）所产生的特征吸热或放热峰。 有些材料常具有比较复杂的DTA曲线，虽然不能对DTA曲线上所有的峰作出解释，但是它们象“指纹”一样表征着材料的特性。 * *