化工儀器網(wǎng)
技術(shù)文章
影響熱分析測(cè)量的試驗(yàn)因素
閱讀：1840 發(fā)布時(shí)間：2023-10-16影響熱分析測(cè)量的實(shí)驗(yàn)因素
一、升溫速率對(duì)熱分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響
升溫速率對(duì)熱分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果有十分明顯的影響,，總體來說,，可概括為如下幾點(diǎn)。
1,、快速升溫是將反應(yīng)推向在高溫區(qū)以更快的速度進(jìn)行,，即不僅使DTA曲線的峰溫Tp升高，且峰幅變窄,，呈尖高峰,。
2、對(duì)多階反應(yīng),，慢速升溫有利于階段反應(yīng)的相互分離,，使DTA曲線呈分離的多重峰，TG曲線由本來快速升溫時(shí)的轉(zhuǎn)折,，轉(zhuǎn)而呈現(xiàn)平臺(tái),。
3、DTA曲線的峰面積隨升溫速率的降低而略有減小的趨勢(shì),，但一般來講相差不大,，如高嶺石在大約600℃的脫水吸熱反應(yīng)，當(dāng)升溫速率范圍為5~20℃/min時(shí),，峰面積*大相差在±3%以內(nèi),。
4、升溫速率影響試樣內(nèi)各部位的溫度分布,。如厚度為1mm的低密度聚乙烯DSC測(cè)定表明,，當(dāng)升溫速率為2.5℃/min時(shí)，試樣內(nèi)外溫差不大,；而80℃/min時(shí)溫差可達(dá)10℃以上,。
二、試樣用量和粒度對(duì)熱分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響
少量試樣有利于氣體產(chǎn)物的擴(kuò)散和試樣內(nèi)溫度的均衡,，減小溫度梯度,，降低試樣溫度***性升溫的偏差，這是由于試樣的吸,、放熱效應(yīng)而引起的,。
另外，堆砌松散的試樣顆粒之間有空隙,，使試樣導(dǎo)熱變差,，而顆粒越小,，越可堆得緊密，導(dǎo)熱良好,。不管試樣的粒度如何,，堆砌密度不是很容易重復(fù)的，也會(huì)影響TG曲線的形貌特征,。
三、氣氛對(duì)熱分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響
熱分析實(shí)驗(yàn)常需變換氣氛,，借以辨析熱分析曲線熱效應(yīng)的物理-化學(xué)歸屬,。如在空氣中測(cè)定熱分析曲線呈現(xiàn)放熱峰，而在惰性氣氛中測(cè)定,，依不同的反應(yīng)可分為幾種情形：如為結(jié)晶或固化反應(yīng),，則放熱峰大小不變：如為吸熱反應(yīng)，則是分解燃燒反應(yīng)：如無峰或呈現(xiàn)非常小的放熱峰,，則是金屬氧化之類的反應(yīng),。借此可觀測(cè)有機(jī)聚合物等熱裂解與熱氧化裂解之間的差異。
對(duì)于形成氣體產(chǎn)物的反應(yīng),，如不將氣體產(chǎn)物及時(shí)排出,，或通過其它方式提高氣氛中氣體產(chǎn)物的分壓，會(huì)使反應(yīng)向高溫移動(dòng),。如水汽使含水硫酸鈣CaSO4•2H2O失水反應(yīng)受到抑制,，與在空氣中測(cè)定的結(jié)果相比，反應(yīng)溫度移向高溫,，呈雙重峰及分步脫水過程,。
四、浮力,、對(duì)流和湍流對(duì)TG曲線的影響
樣品支持器所處介質(zhì)空間氣相密度隨溫度的升高而降低,，因而浮力減小，表現(xiàn)為表觀增重,。
對(duì)試樣容器來說,，朝***動(dòng)的空氣引起表觀失重，而空氣湍流引起增重,，這與坩堝尺寸和形狀有關(guān),，可借助位于試樣容器上方的出氣孔加以調(diào)整，但使TG曲線在整個(gè)溫度范圍內(nèi)沒有表觀質(zhì)量變化是比較困難的,。
現(xiàn)有的熱天平,，在25~650℃的溫度范圍內(nèi)，質(zhì)量變化可控制在2μg以內(nèi),。
五,、裝樣的緊密程度對(duì)熱分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響
試樣在坩堝中裝填的松緊程度會(huì)影響熱分解氣體產(chǎn)物向周圍介質(zhì)空間的擴(kuò)散和試樣與氣氛的接觸,。如含水草酸鈣CaSO4•2H2O的第2步失去一氧化碳（CO）的反應(yīng)：
CaC2O4→CaCO3+CO↑
當(dāng)介質(zhì)為空氣時(shí)，如裝樣較疏松,，有較充分的氧化氣氛,，則DTA曲線呈放熱效應(yīng)（峰溫511℃），是CO氧化：
2CO+O2→2CO2
上述結(jié)果說明,，這步反應(yīng)的吸,、放熱現(xiàn)象與裝樣的緊密程度有關(guān)?？偟膩碚f,，CaC2O4分解所需的能量如小于CO 氧化放出的能量，則表現(xiàn)為放熱反應(yīng),，反之為吸熱,。