第19章 热分析法19.3 差热分析.ppt

文档介绍：第十九章热分析法
基本原理
仪器装置
影响因素
应用
第三节差热分析法
thermal analysis, TA
differential thermol analysis, DTA
2017/11/11
基本原理
差热分析(DTA):在程序控制温度下,测量试样与参比物之间的温差与温度关系的一种技术。
参比物:在所测量温度范围内不发生任何热效应的物质。
试样与参比物间的温差T是随温度T(时间t)变化的函数:
T = f ( T或t )
无反应(温度相同),无热效应发生,T = 0。
有物理或化学变化(有热的吸收或释放),T  0。
DTA曲线(T ~T):
基线:无热效应T = 0;
正峰和倒峰(T ≠0):放热和吸热过程。
温差作为检测量的优点:
检测灵敏度提高;
可由峰面积估算热量和热焓。
五个过程及吸热、放热现象
差热分析(DTA):
物质在加热条件下有它的特征差热峰,因此在差热曲线上这些峰的位置、形状和数目可以用来鉴别物质,作为研究物质的含量和相变的工具。
仪器装置
试样和参比物分别放入坩埚,并置于可被加热金属块中。
所用试样和参比物的量应保持相等。
用两支高灵敏热电偶分别测定试样温度和参比物温度,两者的温度相等时,产生的电信号方向相反,温差电势为零。
参比物选择
(1)在分析温度范围内惰性;
(2)应与试样的热导率相近。
对于无机物样品:氧化铝(温度极限2000℃)、碳化硅(2000℃)、玻璃粉(1500℃)、石墨(3500℃,无氧气氛中稳定)等;
对于有机物:硅油(温度极限1000℃)。
稀释剂:为了使试样与参比物的热导率相匹配而使用。参比物可作为稀释剂使用。
影响因素
升温速率大,峰值向高温方向偏移,峰形变的尖锐,灵敏度提高,但分辨率降低。
气氛的影响
应用
差热曲线上峰的形状、大小和位置与反应热和存在物质的量成正比,可以用来进行定性定量分析。
(1)研究结晶转变;
(2)追踪熔融、蒸发等相变过程与相图;
(3)用于分解、氧化还原、固相反应等的研究;
(4)临界点和热稳定性。
(5)物质的鉴别,组成和纯度(定性或定量)。
在材料、高分子聚合物、医药、生物、食品等方面应用广泛。
应用实例