熱分析術語量熱學士廣泛用于描述物質的性質與溫度或時間關系的一類技術,是對各類物質在很寬的溫度范圍內進行定性、定量表征的極其有效的手段,現已被世界各國廣大科技工作者用于諸多領域的基礎與應用研究中。
雖說熱重分析儀作為熱分析試驗儀器的標志,也有很多因素在影響著它的試驗精度,包括:
1.試樣量,試樣皿
使用熱重法測定,基本要求就是試樣量要少約5mg。因為若是試樣量太多,傳質的阻力就會越大,產生的熱效應會偏離線性程序升溫,就不能夠的計算出吸收熱量了。因為是關于熱量的吸收,試樣皿的材質必須耐高溫,不易發生化學變化。
2、浮力
浮力變化是由于升溫使樣品周圍的氣體熱膨脹從而相對密度下降,浮力減小,使樣品表觀增重。如:300℃時的浮力可降低到常溫時浮力的一半,900℃時可降低到約1/4。實用校正方法是做空白試驗,(空載熱重實驗),消除表觀增重
3、揮發物冷凝
分解產物從樣品中揮發出來,往往會在低溫處再冷凝,如果冷凝在吊絲式試樣皿上會造成測得失重結果偏低,而當溫度進一步升高,冷凝物再次揮發會產生假失重,使TG曲線變形。解決的辦法,一般采用加大氣體的流速,使揮發物立即離開試樣皿。
4、升溫速率
升溫速度越快,溫度滯后越嚴重,如聚苯乙烯在N2中分解,當分解程度都取失重10%時,用1℃/min測定為357℃,用5℃/min測定為394℃相差37℃。升溫速度快,使曲線的分辨力下降,會丟失某些中間產物的信息,如對含水化合物慢升溫可以檢出分步失水的一些中間物。
5、氣氛影響
熱天平周圍氣氛的改變對TG曲線影響顯著,CaCO3在真空、空氣和CO2三種氣氛中的TG曲線,其分解溫度相差近600℃,原因在于CO2是CaCO3分解產物,氣氛中存在CO2會抑制CaCO3的分解,使分解溫度提高。
聚丙烯在空氣中,150~180℃下會有明顯增重,這是聚丙烯氧化的結果,在N2中就沒有增重。氣流速度一般為40ml/min,流速大對傳熱和溢出氣體擴散有利。
熱重分析儀試驗注意事項:
1、測量樣品要放在坩堝中間部位。
2、當熱耦移動或者溫度不準確時要進行溫度校準。
3、溫度校準時,爐子下放的磁鐵要接近爐子但不要碰上。
4、在實驗過程中,保持實驗臺的平穩,不要晃動實驗臺。
5、如果所用的坩堝是陶瓷坩堝,校準時不能帶著陶瓷坩堝校準。
6、在坩堝掛在掛鉤上時不允許取樣和放樣,待它下來時才可操作。
7、測量的樣品一般不超過10mg,當溫度達到800℃以上時,樣品一般用5mg到7mg即可。
8、在儀器經常使用的情況下,每個月進行一次重量校準,不經常使用時,在每次使用前校準即可。
9、坩堝和掛鉤每次使用完畢后要用酒精棉擦洗,在實驗溫度比較高時,坩堝用酒精燈燒,保證不污染下次實驗的樣品。
10、多樣品熱重分析儀實驗完畢降溫時,溫度降低到200℃一下可以把爐子降下來,加快降溫速度,但當溫度在200℃以上時不允許降下爐子,高溫下氧化速度快,對儀器有損害。