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閱讀：31發(fā)布時(shí)間：2026-3-16
淺談熱分析技術(shù)
熱分析(Thermal Analysis)，顧名思義，可以解釋為以熱進(jìn)行分析的一種方法。
在目前熱分析可以達(dá)到的溫度范圍內(nèi)，從-150℃至1500℃(或2400℃)，任何兩種物質(zhì)的所有物理、化學(xué)性質(zhì)是不會(huì)相同的。因此，熱分析的各種曲線具有物質(zhì)“指紋圖”的性質(zhì)。
通俗來(lái)說(shuō)，熱分析是通過(guò)測(cè)定物質(zhì)加熱或冷卻過(guò)程中物理性質(zhì)(目前主要是重量和能量)的變化來(lái)研究物質(zhì)性質(zhì)及其變化，或者對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分析鑒別的一種技術(shù)。
1977年在日本京都召開(kāi)的國(guó)際熱分析協(xié)會(huì)(ICTA)第七次會(huì)議上，給熱分析下了如下定義：即熱分析是在程序控制溫度下，測(cè)量物質(zhì)的物理性質(zhì)與溫度的關(guān)系的技術(shù)。
數(shù)學(xué)表達(dá)式為：P=f(T)
其中:P代表物質(zhì)的一種物理量;T為物質(zhì)溫度。
所謂程序控制溫度一般是指線性升溫或線性降溫，當(dāng)然也包括恒溫、循環(huán)或非線性升溫、降溫。也就是把溫度看作是時(shí)間的函數(shù)：T=Φ(t)，其中t是時(shí)間,則P=f(T或t)。
熱分析的起源和發(fā)展
1899年英國(guó)羅伯特-(Roberts-Austen)次使用了差示熱電偶和參比物，大大提高了測(cè)定的靈敏度。正式發(fā)明了差熱分析(DTA)技術(shù)。1915年日本東北大學(xué)本多光太郎，在分析天平的基礎(chǔ)上研發(fā)了“熱天平”即熱重法(TG)，后來(lái)法國(guó)人也研發(fā)了熱天平技術(shù)。
1964年美國(guó)瓦特遜(Watson)和奧尼爾(O’Neill)在DTA技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)明了差示掃描量熱法(DSC)，美國(guó)PE公司生產(chǎn)了差示掃描量熱儀，為熱分析熱量的定量作出了貢獻(xiàn)。
1965年英國(guó)麥肯才(Mackinzie)和瑞德弗(Redfern)等人發(fā)起，在蘇格蘭亞伯丁召開(kāi)了次國(guó)際熱分析大會(huì)，并成立了國(guó)際熱分析協(xié)會(huì)。
熱分析研究?jī)?nèi)容、方法及應(yīng)用
熱分析方法
應(yīng)用廣泛的方法是熱重法(TGA)和差熱分析法(DTA)，其次是差示掃描量熱法(DSC),這三者構(gòu)成了熱分析的三大支柱，占到熱分析總應(yīng)用的75%以上。
熱分析只能給出試樣的重量變化及吸熱或放熱情況，解釋曲線常常是困難的，特別是對(duì)多組分試樣作的熱分析曲線尤其困難。目前，解釋曲線現(xiàn)實(shí)的辦法就是把熱分析與其它儀器串聯(lián)或間歇聯(lián)用，常用氣相色譜儀、質(zhì)譜儀、紅外光譜儀、X射線衍射儀等對(duì)逸出氣體和固體殘留物進(jìn)行連續(xù)的或間斷的，在線的或離線的分析，從而推斷出反應(yīng)機(jī)理。
熱分析儀的應(yīng)用
TGA（熱重分析儀） DTA（差熱分析儀） DSC（示差掃描量熱儀） TMA/DMA（熱機(jī)械分析儀） EGA（復(fù)合分析聯(lián)用） | ||||
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熱分析具有試樣需求量少、方法靈敏、快速，在較短的時(shí)間內(nèi)可獲得需要復(fù)雜技術(shù)或長(zhǎng)期研究才能得到的各種信息。
熱分析儀已成為我國(guó)現(xiàn)階段部分行業(yè)重要的質(zhì)控分析方法：
?、俳鹦袠I(yè)里鐵合金、保護(hù)渣檢驗(yàn)等生產(chǎn)前期原料控制過(guò)程中，熱分析已列為控制產(chǎn)品質(zhì)量的重要分析方法之一;
?、谠谖覈?guó)申報(bào)新藥中，熱分析已列為控制藥品質(zhì)量的重要分析方法之一;
?、墼诿禾?焦碳行業(yè)，熱分析已成為測(cè)定產(chǎn)品品級(jí)的重要分析手段;
④陶瓷行業(yè)的主要原料檢測(cè)儀器。
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