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影響差熱曲線的因素
閱讀:8875發(fā)布時間:2021-12-22
1) 儀器的影響
為了保證試樣側(cè)與參比物側(cè)盡量對稱,,要求試樣支持器和參比物支持器,,尤其兩者的相應(yīng)熱電偶要盡量一樣(包括材質(zhì),,接點大小,,安裝位置等),,兩個坩堝在爐中相對位置也要盡量一致。爐子的均溫區(qū)盡可能大些,,升溫速率要均勻,,恒溫控制誤差要小。這樣,,DTA曲線的基線才能穩(wěn)定,,有利于提高差熱分析的靈敏度。
2) 操作條件的影響
① 升溫速率的影響
升溫速率常常影響差熱峰的形狀,,位置和相鄰峰的分辯率,。升溫速率越大,,峰形越尖,峰高也增加,,峰頂溫度也越高,。反之,升溫速率過小則差熱峰變圓變低,,有時甚至顯示不出來,;升溫速率越大,分辯率越低,,有時相臨兩個很近的吸熱或放熱峰,,由于升溫速率過快,使兩峰*重疊,。
總之,,提高升溫速率有利于峰形的改善,但過大的升溫速率卻又會掩蔽一些峰,,并使峰頂?shù)臏囟戎灯?。由此可見,升溫速率的大小要根?jù)試樣的性質(zhì)和量來進行選擇,。
2) 氣氛的影響
不同性質(zhì)的氣氛如氧化性,、還原性和惰性氣氛對差熱曲線的影響是很大的,例如在空氣和氫氣的氣氛下對鎳催化劑進行差熱分析,,所得到的結(jié)果截然不同,。在空氣中鎳催化劑被氧化而產(chǎn)生放熱峰。而在氫氣下基本上穩(wěn)定的,。
3) 壓力的影響
根據(jù)克拉伯龍方程:
P——蒸氣壓,;△H——相變熱焓;△V——相變前后摩爾體積的變化,;T——轉(zhuǎn)變時的絕對溫度,。
對于涉及釋放或消耗氣體的反應(yīng)以及升華、氣化過程,,氣氛的壓力對差熱曲線有著較大的影響,。
4) 坩堝材料的影響
在差熱分析中所采用的坩堝材料大致有玻璃、鋁,、陶瓷,、剛玉、石英和鉑等,,要坩堝材料在實驗過程中對試樣,、產(chǎn)物(含中間產(chǎn)物)、氣氛等都是惰性的,,并且不起催化作用,。
一般情況下,,坩堝材料的選擇可按以下原則來選擇:
對于堿性物質(zhì),不能使用玻璃,、陶瓷類坩堝,。
含氟的高聚物與硅形成硅的化合物,,所以也不能使用這類材料的坩堝,。
鉑具有高溫穩(wěn)定性和抗蝕性,尤其在高溫下,,往往選用鉑坩堝,,但應(yīng)該注意的是它并不適用于含磷、硫和鹵素的試樣,。
此外,,鉑對許多有機、無機反應(yīng)有催化作用,。如果忽略這些,,會導(dǎo)致嚴重的誤差。
5) 試樣的影響
在差熱分析中試樣的熱傳導(dǎo)性和熱擴散性都會對DTA曲線產(chǎn)生較大的影響,。如果涉及有氣體參加或釋放氣體的反應(yīng),,還和氣體擴散等因素有關(guān)。顯然這些影響因素與試樣的用量,、粒度,、裝填的均勻性和密實程序以及稀釋劑等密切相關(guān)。
①試樣用量
試樣量的多少也影響差熱曲線的形狀,。試樣量越大,,差熱峰越寬,越圓滑,。其原因是因為加熱過程中,,從試樣表面到中心存在溫度梯度,,試樣越多,,這種梯度越大,差熱峰也就越寬,。這樣將會影響熱將就溫度值的準(zhǔn)確測定,。有時甚至?xí)斐上噜彑釋⒕偷闹丿B。
另外,,對有氣體產(chǎn)生的反應(yīng),,試樣多了,影響氣體的擴散,,也會引起差熱峰變寬,。因此,,就提高分辯率來說,試量樣越少越好,,當(dāng)然,,這還得取決于儀器的靈敏度。
②試樣的粒度
從CuSO4·5H2O(藍礬)的脫水生成CuSO4·H2O的差熱曲線可看出試樣粒度對DTA曲線的影響,,圖中a的粒度最大(14-18目),,三個峰重疊;b的粒度適中(52-72目),,三個峰可以明顯區(qū)分,;c的試樣粒度過小(72-100目),,只出現(xiàn)兩個峰(如下圖),。對一些有氣體產(chǎn)生的反應(yīng)來說,試樣粒度適當(dāng)特別重要,;對沒有氣體參加的反應(yīng)則粒度的影響較小,。
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