同步熱分析儀是一種用于研究材料在升溫或降溫過(guò)程中的物理和化學(xué)性質(zhì)的儀器。結(jié)合了熱重分析(ThermogravimetricAnalysis,TGA)和差示掃描量熱法(DifferentialScanningCalorimetry,DSC)的原理和技術(shù),可以同時(shí)測(cè)量樣品的質(zhì)量變化和熱響應(yīng),從而獲取關(guān)于材料熱性能、熱穩(wěn)定性、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等方面的信息。主要由樣品盒、電子天平、熱流量計(jì)和控制系統(tǒng)等組成。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,樣品被放置在樣品盒中,并通過(guò)電子天平實(shí)時(shí)測(cè)量其質(zhì)量的變化。熱流量計(jì)則用于測(cè)量樣品與周圍環(huán)境之間的熱交換情況??刂葡到y(tǒng)可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求,對(duì)升溫速率、保持時(shí)間等參數(shù)進(jìn)行精確控制。
同步熱分析儀的原理是利用樣品在升溫過(guò)程中吸收或釋放熱量的特點(diǎn)來(lái)研究材料的性質(zhì)變化。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,樣品隨著溫度的變化,可能發(fā)生各種物理和化學(xué)反應(yīng),如失水、分解、燃燒等。這些反應(yīng)會(huì)引起樣品的質(zhì)量變化,并伴隨著熱量的吸收或釋放。通過(guò)測(cè)量樣品質(zhì)量的變化和熱量的流量,可以獲得樣品的熱重曲線和熱流圖。
同步熱分析儀可提供的信息:
1.熱分解和失重:通過(guò)測(cè)量樣品質(zhì)量的變化,可以確定材料的熱分解和失重情況。例如,在升溫過(guò)程中,一些有機(jī)物質(zhì)會(huì)發(fā)生分解或揮發(fā),導(dǎo)致質(zhì)量減少。
2.相變和熔融:差示掃描量熱法可以測(cè)量樣品在升溫或降溫過(guò)程中的熱容變化,從而確定材料的相變溫度和熔融性質(zhì)。
3.反應(yīng)動(dòng)力學(xué):通過(guò)分析熱重曲線和熱流圖,可以了解材料的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù),如活化能、反應(yīng)速率常數(shù)等。這對(duì)于研究材料的熱穩(wěn)定性、催化反應(yīng)等方面具有重要意義。
4.樣品性質(zhì):還可以獲得關(guān)于材料的熱導(dǎo)率、熱膨脹系數(shù)等熱性能參數(shù),從而評(píng)估材料的熱工性能和熱穩(wěn)定性。