什么是熱分析?常見熱分析方法有哪些?
日期:2023-03-13 15:41:36 瀏覽量:1669 標簽: 熱分析
熱分析是測量材料熱力學參數(shù)或者物理參數(shù)隨溫度變化的關系,并對這種關系進行分析的一種技術方法。所謂熱分析,指通過控制樣品溫度的改變,來分析其相應物理化學性質(zhì)的改變。根據(jù)國際熱分析協(xié)會(ICTA)的歸納和分類,目前的熱分析方法共分為九類十七種,而目前我們常用的有5種,分別是:差示掃描量熱法(DSC)、熱重法(TG)、熱差分析法(DTA)、熱機械分析法(TMA)、動態(tài)熱機械分析法(DMA)等5種方法。接下來文中將簡單介紹熱分析,一起來看看吧!
最為常見的熱分析手段有三種熱重分析(TG)、差熱分析(DTA)和差示掃描量熱法(DSC)。
三種熱分析方法各有所長,可以單獨使用、也可以聯(lián)合使用。具體如何選擇,我們首先從定義出發(fā),了解這些表征手段。
TG:在程序控溫下,測量樣品的質(zhì)量(m)隨溫度的變化。如果你需要知道,樣品在升溫或者降溫過程中,樣品質(zhì)量的變化(比如吸附、脫附、分解等),請選擇TG。比如工業(yè)催化劑中常會有積碳現(xiàn)象,通過TG表征可以確定積碳量。
DTA:在程序控制溫度下,測量參比物和樣品溫差(△T)隨溫度(T)的變化。DTA與TG的區(qū)別在于測量值從質(zhì)量變?yōu)闇夭睢Vx擇測試溫差,是因為升溫過程中發(fā)生的很多物理化學變化(比如融化、相變、結晶等)并不產(chǎn)生質(zhì)量的變化,而是表現(xiàn)為熱量的釋放或吸收,從而導致樣品與參比物之間產(chǎn)生溫差。DTA能夠發(fā)現(xiàn)樣品的熔點、晶型轉(zhuǎn)變溫度、玻璃化溫度等等信息。
DSC:在程序控制溫度下,測量給于參比物和給予樣品的能量之差(△Q)隨溫度(T)的變化。在整個測試過程中,樣品和參比物溫差控制在極小的范圍內(nèi)。當樣品發(fā)生物理或者化學變化時,控溫裝置將輸入一定功率能量,以保持溫度平衡??梢院唵蔚膶SC看成是DTA的升級版。DSC也確實是從DTA發(fā)展而來。傳統(tǒng)的DTA儀器因為樣品池材質(zhì)的關系,只能測溫差,無法準備測量熱和焓的變化。后期通過改變材質(zhì)和結構,使得從溫差轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰坎畛蔀榭赡埽崃餍停W詈笥殖霈F(xiàn)一種直接測量輸入熱量差的DSC(功率補償型)。DSC的優(yōu)點在于靈敏度高、可以定量測量焓、比熱容等物理量。
幾種常見的熱分析方法及其測定的物理化學參數(shù)
熱分析的意義
材料熱分析能快速準確地測定物質(zhì)的晶型轉(zhuǎn)變、熔融、升華、吸附、脫水、分解等變化,在表征材料的熱性能、物理性能、機械性能以及穩(wěn)定性等方面有著廣泛的應用。對材料進行熱分析可以鑒別材料的種類,判斷材料的優(yōu)劣,幫助材料與化學領域的產(chǎn)品研發(fā),質(zhì)檢控制與工藝優(yōu)化等。
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