热分析技术.ppt
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1、热分析技术热分析技术热分析技术的定义热分析技术的定义国际热分析协会国际热分析协会(International Confederation International Confederation for Thermal Analysis-ICTA)for Thermal Analysis-ICTA)曾于曾于19771977年对年对热热分析技术分析技术下了如下定义:下了如下定义:热分析热分析热分析热分析(thermal analysis)是在程序控制温度下测量物质的物理是在程序控制温度下测量物质的物理是在程序控制温度下测量物质的物理是在程序控制温度下测量物质的物理性质与温度关系的一类技术。性质与温
2、度关系的一类技术。性质与温度关系的一类技术。性质与温度关系的一类技术。数学表达式为:数学表达式为:P Pf f(T T)其中,其中,P P是物质的一种物理量;是物质的一种物理量;T T是物质的温度。是物质的温度。热分析法的核心就是研究物质在受热或冷却时产热分析法的核心就是研究物质在受热或冷却时产生的物理和化学的变迁速率和温度以及所涉及的生的物理和化学的变迁速率和温度以及所涉及的能量和质量变化。能量和质量变化。这里这里“程序控制温度程序控制温度”是指线性升温、线性降温、是指线性升温、线性降温、恒温等;恒温等;“物质物质”可指试样本身,也可指试样的反应产物;可指试样本身,也可指试样的反应产物;“物
3、理性质物理性质”可指物质的质量、温度、热量、尺可指物质的质量、温度、热量、尺寸、机械特征、声学特征、光学特征、电学特征寸、机械特征、声学特征、光学特征、电学特征及磁学特征的任何一种。及磁学特征的任何一种。差热分析、差示扫描量热分析、热重分析和机械差热分析、差示扫描量热分析、热重分析和机械热分析是热分析的四大支柱。热分析是热分析的四大支柱。一、热分析技术的发展历史一、热分析技术的发展历史 1 1、差热分析的历史、差热分析的历史 18871887年法国学者李年法国学者李恰特利为研究粘土矿物,制作了差热恰特利为研究粘土矿物,制作了差热分析仪。灵敏度低,易受外界热变化的影响。分析仪。灵敏度低,易受外界
4、热变化的影响。18991899年英国学者劳贝茨奥斯坦改良了李年英国学者劳贝茨奥斯坦改良了李恰特利的装置。恰特利的装置。为目前广泛使用的差热分析仪的模型。为目前广泛使用的差热分析仪的模型。19691969年首次出现热分析杂志,年首次出现热分析杂志,19701970年创刊年创刊“热化学记要热化学记要”,成为世界上专门报道热分析应用的杂志。,成为世界上专门报道热分析应用的杂志。2 2、热重分析、热重分析 19151915年日本东北大学的本多光设计了一架热天平,开创了年日本东北大学的本多光设计了一架热天平,开创了热重分析。热重分析。二次大战后,美国首先制成了商品化的电子管式差热分析二次大战后,美国首先
5、制成了商品化的电子管式差热分析仪。随后,商品化的热分析仪迅速发展,并朝自动化、微仪。随后,商品化的热分析仪迅速发展,并朝自动化、微量化、综合化方向发展。量化、综合化方向发展。三、应用领域三、应用领域从热分析文摘(从热分析文摘(TAATAA)近年的索引可以看出,)近年的索引可以看出,热分析技术广泛应用于无机,有机,高分热分析技术广泛应用于无机,有机,高分子化合物,冶金与地质,电器及电子用品,子化合物,冶金与地质,电器及电子用品,生物及医学,石油化工,轻工等领域。当生物及医学,石油化工,轻工等领域。当然这与应用化学,材料科学,生物及医学然这与应用化学,材料科学,生物及医学的迅速发展有密切的关系。的
6、迅速发展有密切的关系。二、热分析的术语定义二、热分析的术语定义 1 1、国际热分析协会命名委员会、国际热分析协会命名委员会 19651965年第一届国际热分析协会期间组织了命名委员会,年第一届国际热分析协会期间组织了命名委员会,19681968年第二届国际热分析协会上推荐了热分析术语、定义年第二届国际热分析协会上推荐了热分析术语、定义的方案。的方案。2 2、基本术语、定义、基本术语、定义 热分析:测量物质某一物性参数与温度关系的一类方法的热分析:测量物质某一物性参数与温度关系的一类方法的统称。统称。它是在程序控制温度下,测量物质的物理性质与温它是在程序控制温度下,测量物质的物理性质与温度的关系
7、。度的关系。热分析的记录称为曲线。热分析的记录称为曲线。差热分析:差热分析:差示扫描量热分析:差示扫描量热分析:热重分析:热重分析:微商热重分析:微商热重分析:热膨胀分析:热膨胀分析:熱分析木DSCTGDTATMA综合热综合热分析分析医医药药品品香料香料 化化妆妆品品有机有机、无机药无机药品品触媒触媒火火药药食品食品生生物物体体 液晶液晶油脂油脂 肥皂肥皂洗涤剂洗涤剂橡胶橡胶高分子高分子 塑料塑料纤维纤维油墨油墨 顔料顔料 染料染料 塗料塗料粘粘着着剂剂玻璃玻璃金属金属陶瓷陶瓷 粘土粘土 矿矿物物水泥水泥电电子材料子材料木材木材 纸纸建材建材公害公害工业废弃物工业废弃物热热分析分析技术的应用领
8、域技术的应用领域四、热分析技术的分类四、热分析技术的分类物质物质加热加热冷却冷却热量变化热量变化重量变化重量变化长度变化长度变化粘弹性变化粘弹性变化气体发生气体发生热传导热传导其其 他他DTATGTMADMADSCEGADTG(热机械分析热机械分析)(逸出气分析逸出气分析)(动态机械分析动态机械分析)(微分热重分析微分热重分析)五、差热分析五、差热分析(DTA)(DTA)定义定义:差热分析是在程序控制温度下测量物质差热分析是在程序控制温度下测量物质和参比物之间的温度差和温度关系的一种技术。和参比物之间的温度差和温度关系的一种技术。T TTsTsTrTr(T T或或t t)其中:其中:Ts Ts
9、,TrTr分别代表试样及参比物温度;分别代表试样及参比物温度;T T是是程序温度;程序温度;t t是时间。是时间。(一)、差热分析的基本原理(一)、差热分析的基本原理 1 1、差热分析仪及其测量曲线的形成、差热分析仪及其测量曲线的形成 差热分析仪由加热炉、样品支持器、温差热电偶、差热分析仪由加热炉、样品支持器、温差热电偶、程序温度控制单元和记录仪组成。试样和参比物程序温度控制单元和记录仪组成。试样和参比物处在加热炉中相等温度条件下,温差热电偶的两处在加热炉中相等温度条件下,温差热电偶的两个热端,其一端与试样容器相连,另一端与参比个热端,其一端与试样容器相连,另一端与参比物容器相连,温差热电偶的
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