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一、熱分析概述

熱分析是在程序溫度控制下，測量物質的物理性質與溫度之間的關系的一類技術。這里所說的”程序控制溫度”一般是指線性升溫或線性升溫，也包括恒溫、循環(huán)、或非線性升溫、降溫。這里“物質”指試樣本身和（或）試樣的反應產物，包括中間產物。

1. 可在寬廣的溫度范圍內對樣品進行研究；

2. 可使用各種溫度程序（不同的升降溫速率）；

3. 對樣品的物理狀態(tài)無特殊要求；

4. 所需樣品量很少（0.1μg- 10mg）；

5. 儀器靈敏度高（質量變化的精確度達10-5）；

6. 可與其他技術聯用；

7. 可獲取多種信息。

二、熱重分析概述

熱重分析法（TG、TGA）是在升溫、恒溫或降溫過程中，觀察樣品的質量隨溫度或時間的變化，目的是研究材料的熱穩(wěn)定性和組份。廣泛應用于塑料橡膠涂料藥品催化劑無機材料金屬、橡膠、涂料、藥品、催化劑、無機材料、金屬材料與復合材料等各領域的研究開發(fā)、工藝優(yōu)化與質量監(jiān)控。

熱重量分析的主要特點，是定量性強，能準確地測量物質的質量變化及變化的速率。根據這一特點，可以說，只要物質受熱時發(fā)生質量的變化，都可以用熱重量分析來研究。可用熱重量分析來檢測的物理變化和

化學變化過程。我們可以看出，這些物理變化和化學變化都是存在著質量變化的，如升華、汽化、吸附、解吸、吸收和氣固反應等。

上海和晟HS-TGA-101熱重分析儀

基本結構：

熱重曲線是用熱天平記錄的。熱天平的基本單元是微量天平、爐子、溫度程序器、氣氛控制器以及勇士記錄這些輸出的儀器。

三、使用范圍

• 藥品、食品和化妝品

• 有機高分子材料（塑料、橡膠、涂料、油脂）

• 纖維、紡織品

• 粘性樣品，例如糊狀物、霜劑或凝膠

• 液體

四、熱重應用領域

• 質量變化

• 組分的定量分析(水分、填料、聚合物組分、各種材料等)

• 氣體的吸附和解吸附

• 分解過程

• 升華、蒸發(fā)、汽化

• 熱穩(wěn)定性

• 氧化反應和氧化穩(wěn)定性

• 水分的吸附和解吸附行為

五、技術參數

• 顯示方式 24bit色，7寸 LCD大屏顯示

• TG量程 1mg～2g ,可擴展至30g

• TG精度 0.01mg

• 溫度范圍 室溫~1450℃

• 溫度分辨率 0.01℃

• 溫度波動 ±0.1℃

• 溫度精度 ±0.1℃

• 溫度重復性 ±0.1℃

• 升溫速率 0.1～80℃/min

• 冷卻時間 15min (1500℃~100℃)

• 控溫方式 升溫，恒溫，降溫

• 程序控制 可實現多段升溫控制，

• 曲線掃描 升溫、恒溫、降溫掃描

• 氣氛控制 兩路自動切換（儀器自動切換）

• 氣體流量 0-300mL/min

• 氣體壓力 ≤0.5MPa

• 恒溫時間 0～300min 可任意設定

• 數據接口 標準USB接口

五、實驗案例

五水硫酸銅（CuSO4·5H2O）

右圖五水合硫酸銅晶體失水分三步。圖中先失去配位鍵與銅離子結合的水分子，溫度為102℃。

兩個與銅離子以配位鍵結合，并且與外部的一個水分子以氫鍵結合的水分子隨溫度升高而失去，大致溫度為113℃。

最外層水分子最難失去，因為它的氫原子與周圍的硫酸根離子中的氧原子之間形成氫鍵，它的氧原子又和與銅離子配位的水分子的氫原子之間形成氫鍵，總體上構成一種穩(wěn)定的環(huán)狀結構，破壞這個結構需要比較高的能量。失去最外層水分子需要的溫度為258℃。

草酸鈣（CuSO4·5H2O）

CaC2O4·H2O的熱重曲線，有三個非常明顯的失重階段。第一個階段表示水分子的失去，第二個階段表示CaC2O4分解為CaCO3，第三個階段表示CaCO3分解為CaO。當然，CaC2O4·H2O的熱失重比較典型，在實際上許多物質的熱重曲線很可能是無法如次明了地區(qū)分為各個階段的，甚至會成為一條連續(xù)變化地曲線。這時，測定曲線在各個溫度范圍內的變化速率就顯得格外重要，它是熱重曲線的一階導數，稱為微分熱重曲線，現示出了CaC2O4·H2O的微分熱重曲線（DTG）。微分熱重曲線能很好地顯示這些速率地變化。

PVDF氟膜

弗膜在光伏的應用，氟膜作為耐候層，用于光伏背板復合，為光伏背板提供耐候性 保護，從而保護光伏組件使用壽命，是光伏行業(yè)關鍵材料。

坩堝：陶瓷坩堝

樣品制備：20.6mg

氣氛：N2

測試：加熱以10℃/min從室溫加熱到800℃恒溫