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什么是熱分析法(TA),?
什么是熱分析法(TA)?
熱分析法或TA是指在材料被加熱,、冷卻或置于恒溫條件下時用于衡量材料性能隨時間或溫度所發(fā)生變化的方法,。樣品質量通常為mg并且所測材料的變化極小。
檢測的材料性能包括樣品重量,、剛度,、熔化溫度變化和樣品尺寸。這些可衡量的變化被繪制成熱分析圖,,而熱分析圖的特征能提供有關材料基本特性的信息,,如熔點、玻璃化轉變和結晶溫度等,。由此可以測定材料的基本性能和成分,,并預測材料在各種應用場景中的性能。
采用熱分析法對于確保材料滿足相應規(guī)范規(guī)定而言至關重要,。該方法廣泛用于聚合物,、制藥、食品,、電子,、電池材料、陶瓷和金屬等多種行業(yè)的研發(fā)與質量控制過程,。
熱分析法如何發(fā)揮作用,?
一臺熱分析儀由一個加熱爐和一個帶傳感器的樣品架組成。在加熱爐內對樣品進行加熱或冷卻時,,傳感器會檢測出樣品的熱性能或物理性能的變化,。溫度控制裝置控制加熱爐溫度,而數(shù)據(jù)記錄裝置記錄樣品溫度和傳感器信號并對其進行分析,。
可根據(jù)所需溫度范圍提供不同類型的加熱爐和冷卻配件,。通常,在控制氣體環(huán)境中利用通常由氮氣或空氣組成的凈化氣體完成上述測量,。
溫度控制,、數(shù)據(jù)記錄和分析均采用計算機控制。用戶根據(jù)所需信息選擇一種或多種熱分析方法??蓪⒂嬎銠C連接至多臺其它類型測量儀器上,,保證同步測量與分析。
使用哪種測量方法,?
有多種測量方法可供使用,,而方法是否合適,取決于所分析的熱性能類型,。常用的方法有DSC(差示掃描量熱法),、TGA(熱重分析)、DMA(動態(tài)熱機械分析)和TMA(熱機械分析)等,。
每種熱分析儀均能提供大量關于材料性能的信息,,但有時,,不同技術的結果和評估可能會有所不同,。根據(jù)所需信息,需選擇一種或多種方法,。
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DSC:差示掃描量熱法
DSC用于測定完成某一熱事件所需的熱流量,。吸熱或放熱信號會提供關于熔化、玻璃化轉變,、結晶,、化學反應、熱歷史等熱性能的信息,,另外DSC也可以測定比熱容,。
首先將待分析樣品和參比物(通常是空盤)置于DSC加熱爐中,在控制條件下變更加熱爐溫度,。隨后根據(jù)施加的溫度測定樣品與參比物之間的溫度差,。
STA:同步熱重分析
TGA用于測定樣品質量隨時間或溫度改變而產生的變化。該方法用于評估樣品成分的熱穩(wěn)定性,、分解溫度和定量分析,。某些TGA可將DSC和TGA集成到單臺同步裝置,成為STA,,即同步熱重分析儀,。
首先將樣品置于加熱爐中的高靈敏度天平上。隨后在標準或惰性氣體環(huán)境中監(jiān)測樣品質量隨時間或控制溫度而發(fā)生的變化,。
TMA:熱力學分析法
TMA用于測定樣品尺寸隨時間或溫度改變而發(fā)生的變化,。變形引起的現(xiàn)象包括熱膨脹、收縮,、玻璃化轉變,。采用這種方法可測定固化反應。
首先將樣品置于TMA加熱爐中,控制樣品溫度變化,,使樣品受力(壓縮,、拉伸、彎曲或扭曲),。隨后可檢測出樣品在特定溫度下的任何變形情況,。
DMA:動態(tài)力學分析法
DMA用于測定材料的粘彈性。它的主要用途是檢測玻璃化轉變,,但還可以用于測定二次轉變,、材料剛度、固化程度和阻尼,。
首先將樣品夾在DMA儀器測量夾具上,,控制樣品溫度變化,并對樣品施加正弦力,。隨后測定所施力與隨之產生的形變之間的關系,。
熱分析法的優(yōu)點
熱分析法的主要優(yōu)點在于它能準確分析材料的基本性能。即使對于復雜材料,,通常也能梳理出組成聚合物的性能,,從而確定混合物中所含成分。熱分析法適用于各種材料,,無需具體材料的校準曲線,,由此可確保輕松完成對新材料的研究。
對于熱分析,,樣品制備過程非常簡單,,無需處理有害化學物質,只要稍加培訓,,任何人(尤其使用高度自動化儀器的人員)都能完成相關分析,。
分析過程相對較短,大多數(shù)可在一小時內完成,。設備運行成本低,,不使用時無需保持備用狀態(tài),從而降低電力和氣體消耗量,。
最后,,熱分析儀易于使用,而且還有大量已獲認可的方法可供選擇,,確保用戶獲得對其產品適用的相關信息,。
我們如何幫助您?
我們供應DSC,、STA,、TMA和DMA等全系列熱分析儀,。我們的專家非常樂意為您解答有關熱分析法的任何問題。請隨時聯(lián)系我們,。