第四章 热分析方法
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《传热学》第4章-导热问题的数值解法
v数 值 解 法 ： 有 限 差 分 法 （ finite-difference ） 、 有 限元法（finite-element） 、边界元法（boundaryelement） 、分子动力学模拟（MD）
数值解法的基本思想
v 用导热问题所涉及的空间和时间区域内有限 个离散点(称为节点)的温度近似值来代替物体 内实际连续的温度分布，将连续温度分布函 数的求解问题转化为各节点温度值的求解问 题，将导热微分方程的求解问题转化为节点 温度代数方程的求解问题。因此，求解域的 离散化、节点温度代数方程组的建立与求解 是数值解法的主要内容。
= ti, j
−
∂t ∂x
i
,
j
∆x
+
∂2 ∂x
t
2
i, j
∆x 2 2!
−
∂ 3t ∂x 3
i, j
∆x 3 3!
+ ...
∂t ∂x
i,
j
=
ti, j
− ti−1, j ∆x
+ O(∆x)
一阶截差公式（向后差分）
ti+1, j
= ti, j
4适用于内节点和边界节点3二控制容积热平衡法0nsew根据导热付里叶定律对于垂直于纸面方向单位宽度而言01111??????????????????yttxyttxxttyxttyjijijijijijijijixttyjijiw?????1xttyjijie????1yttxjijis?????1yttxjijin????1二控制容积热平衡法如果选择步长??xy01111??????????????????yttxyttxxttyxttyjijijijijijijijitttttijijijijij???111140二维稳态导热均匀步长情况下的节点温度差分方程1上上式为内部节点温度差分方程二控制容积热平衡法2边界节点温度差分方程第一类边界条件边界节点温度已知
数值解法的基本思想
v 用导热问题所涉及的空间和时间区域内有限 个离散点(称为节点)的温度近似值来代替物体 内实际连续的温度分布，将连续温度分布函 数的求解问题转化为各节点温度值的求解问 题，将导热微分方程的求解问题转化为节点 温度代数方程的求解问题。因此，求解域的 离散化、节点温度代数方程组的建立与求解 是数值解法的主要内容。
= ti, j
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∂t ∂x
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∆x 2 2!
−
∂ 3t ∂x 3
i, j
∆x 3 3!
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∂t ∂x
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=
ti, j
− ti−1, j ∆x
+ O(∆x)
一阶截差公式（向后差分）
ti+1, j
= ti, j
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热分析方法简介
热分析方法简介热分析是在程序控制温度的条件下，测量物质的物理性质随温度变化关系的一类技术。
该技术包括三个方面的内容：其一，物质要承受程序控温的作用，通常指以一定的速率升（降）温。
其二，要选定用来测定的一种物理量，它可以是热学的、力学的、声学的、光学的以及电学的和磁学的等。
其三，测量物理量随温度的变化关系。
物质在受热过程中要发生各种物理、化学变化，可用各种热分析方法跟踪这种变化。
表1中列出根据所测物理性质对热分析方法的分类。
其中以差热分析（DTA）和热重分析（TG）的历史最长，使用也最广泛；微分热重分析（DTG）和差示扫描置热法（DSC）近年来也得到较迅速地发展。
下面简单介绍DTA、TG和DSC的基本原理和技术。
表1热分析方法的分类（一）差热分析（DTA）差热分析是在程序控制温度下，测量物质与参比物之间的温度差与温度关系的一种技术。
差热分析曲线是描述样品与参比物之间的温差（ΔT）随温度或时间的变化关系。
在DAT试验中，样品温度的变化是由于相变或反应的吸热或放热效应引起的。
一般说来，相变、脱氢还原和一些分解反应产生吸热效应；而结晶、氧化和一些分解反应产生放热效应。
图1为差热分析装置示意图，典型的DTA装置由温度程序控制单元、差热放大单元和记录单元组成。
将试样S和参比物R一同放在加热电炉中进行程序升温，试样在受热过程中所发生的物理化学变化往往会伴随着焓的改变，从而使它与热惰性的参比物之间形成一定的温度差。
差热分析中温差信号很小，一般只有几微伏到几十微伏，因此差热信号经差热放大后在记录单元绘出差热分析曲线。
从曲线的位置、形状、大小可得到有关热力学和热动力学方面的信息。
在理想条件下，差热分析曲线如图图2所示。
图中的纵坐标表示试样和参比物之间的温度差；横坐标表示温度T、或升温过程的时间t。
如果参比物的热容和被测试样的热容大致相同，而试样又无热效应时，两者的温度差非常微小，此时得到的是一条平滑的基线AB。
随者温度的上升，试样发生了变化，产生了热效应，在差热分析曲线上就出现一个峰如图2中的BCD和EFG。
热分析方法
影响DTA曲线的操作因素 （1）加热速度 加热速度快，峰尖而窄， 形状拉长，甚至相邻峰重 叠。 加热速度慢，峰宽而矮， 形状扁平，热效应起始温 度超前。 常用升温速度：110K/min，
硅酸盐材料7－15K/min。
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（2）矿物分解放出气体 ——CO2、SO2等气体的放出 ——吸热峰 （3）氧化反应 ——放热峰 （4）非晶态物质的析晶 ——放热峰 （5）晶型转变 ——吸热峰或放热峰 熔化、升华、气化、玻璃化转变：吸热峰
硅酸锂玻璃DTA曲线
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第4章 热分析
4.3
示差扫描量热分析 DSC
是在程序控制温度下，测量输入到试 样和参比物的能量差随温度或时间变化 的一种技术。 差示扫描量热分析法就是为克服差热 分析在定量测定上存在的这些不足而发 展起来的一种新的热分析技术。该法通 过对试样因发生热效应而发生的能量变 化进行及时的应有的补偿，保持试样与 参比物之间温度始终保持相同，无温 差、无热传递，使热损失小，检测信号 大。因此在灵敏度和精度方面都大有提 高，可进行热量的定量分析工作。
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水泥水合反应DTA曲线
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热分析方法
实验装置图：
若将参比物(r)和样品(s)的温度分别记录下来，图 形如下：
T＝Q/C，CS≠Cl
若将炉体以一定的速率(Ф)升温，由于Cr≠Cs，图 中Tr和Ts两条升温线并不重合，若要两线接近，参比物 可采用与样品化学性质相似的物质，或用参比物将样品 稀释。
当样品发生相变或化学变化时，将会有热量产生 (吸热或放热)，Ts曲线的斜率会发生变化，由于炉体持 续升温，样品的升温速度将会加快(放热时)或减慢(吸 热时)。当相变或化学变化完成后，样品温度回到炉温， 以一定的速度(Ф)继续升温，由于样品变化前后的热容 发生了变化，所以反应前后曲线不在一条直线上。Ts曲 线的形状与普通热分析中Ts曲线的形状是不同的，原因 如上。
(3)参比物的选择：参比物应尽量选择与样品化学 性质相似、且在实验温度下不发生物理和化学变化的物 质作参比物。常用的有：α－Al2O3、MgO、煅烧SiO2、 Ni等。
(4)粒度：粒度影响样品的传热效果。太大，会使 样品产生温度梯度，影响差热峰；太小，会破坏样品的 晶格结构，使样品提前分解。通常采用200目粒度的样 品(每英寸200孔，1英寸＝2.54cm)。
在合金上方覆盖一层石墨 粉或硅油。目的：防止合金氧 化和挥发。
电势测量仪可用电位差计或自动记录仪。因为热电 偶的接线方式为自由端温度校正法，使用电位差计测温 时，需加上室温；使用自动记录仪或计算机时，因仪器 已自动将室温与0℃的差进行了补偿，不需再加室温。
实验方法：将合金放入电炉内加热至熔化，关闭电 炉，将合金搅拌均匀，将热电偶插入试样中部，保温下 使合金逐步冷却，记录合金的温度与时间的关系，作出 步冷曲线。进而绘出相图。
一、普通热分析 直接研究试样本身的温度(T)随时间(t)的变化关系。 在普通热分析中，被测体系必须时时处于或接近热 力学平衡状态，因此，温度变化必须非常缓慢。由于升 温过程中温度不易控制，通常采用缓慢降温的方法，即 做步冷曲线的方法。由于降温并不是无限缓慢的，所以 体系处于(准)热力学平衡状态。
第四章热分析
意义在于它是科学定义温度概念的基础，是用温度计测量
温度的依据。
第四章热分析
4
（二）温标
温度是一个强度性参量，类似压强与密度，与所取物 质多少无关，和质量、体积一类广度性参量不同。
为实现温度的测量，必须规定温度的数值表示法── 温标。
温标包含三个要素：定义固定点及其指定的温度值、 内插仪器及内插公式。
第四章热分析
9
2. 压力测温法 以压强为温度标志。 （1）工业用压力表式温度计； （2）定容式气体温度计，在温标的建立和研究中起着重 要作用，而很少用于一般测量； （3）蒸气压温度计，用于低温测量，是根据化学纯物质 的饱和蒸气压与温度有确定关系的原理来测定温度，其测温 精度高，常用作标准温度计，常用工作媒质为氧 （54.361～94K），氮（63～84K），氖（24.6～40K）， 氢（13.81～30K），氦（0.2～5.2K）。
这里的测量样品指试样本身或其反应产物，包括中间 产物。
该定义包括三方面内容。一是程序控温，一般指线性 升（降）温，也包括恒温、循环或非线性升、降温，或温 度的对数或倒数程序。二是选一种观测的物理量P（可以 是热学、力学、光学、电学、磁学、声学的等）。三是测 量物理量P随温度T的变化，而具体的函数形式往往并不十 分显露，在许多情况下甚至不能由测量直接给出它们的函 数关系。
第四章热分析
6
2. 热力学温标 是根据热力学第二定律定义的一种温标，过去也称为 开氏温标或绝对温标。 摆脱了以前各种经验温标的缺点，即不依赖于某种特 定的测温物质。 该温标于1848年由英国物理学家开尔文提出。他将 温标与理想可逆热机的效率相联系。 热力学温度除用开表示外，也可用摄氏温度表示，即 热力学摄氏温度ｔ，定义 t=T-273.15。
热分析法
热分析法
概述
热分析（thermal analysis）：在程序控制温度条件下，测量物质的物 在程序控制温度条件下， 热分析 在程序控制温度条件下 理性质随温度变化的函数关系的技术。 理性质随温度变化的函数关系的技术 物质的物理性质的变化，即状态的变化，总是用温度T这个状态函数 来量度的。数学表达式为 F=f（T） 其中F是一个物理量，T是物质的温度。 所谓程序控制温度，就是把温度看着是时间的函数。取 T=ϕ（τ） 其中τ是时间，则 F=f（T）或f（τ）
概述
在不同温度下，物质有三态：固、液、气，固态物质又有不同的结晶 形式。 对热分析来说，最基本和主要的参数是焓（∆H），热力学的基本公 式是： ∆G=∆H-T∆S 存在三种情况：∆G<0，∆G=0，∆G>0 常见的物理变化有：熔化、沸腾、升华、结晶转变等； 常见的物理变化有：熔化、沸腾、升华、结晶转变等 常见的化学变化有：脱水、降解、分解、氧化，还原，化合反应等。 这两类变化，首先有焓变，同时常常也伴随着质量、机械性能和力学 性能的变化等。
图7 典型的DSC曲线
典型的DSC曲线 曲线 典型的
DSC曲线的纵轴为热流速率 dQ / dt ， 表示当保持试样和参比物的温 度相等时输给两者的功率之差， 横轴为温度或时间。 曲线的吸热峰朝上，放热峰朝 下，灵敏度单位为mJ·s-1。 mJ·s-1 曲线离开基线的位移即代表样 品吸热或放热的速率，而曲线 中峰或谷包围的面积即代表热 量的变化。 因而差示扫描量热法可以直接 测量样品在发生物理或化学变 化时的热效应。
尼莫地平
尼莫地平的多晶型现象 尼莫地平的两种晶型, 并通过红外光谱、XDR、差热 分等方法得到确证, 测定了尼莫地平两种晶型在个实验温度下的溶解度曲 线,
注意
概述
热分析（thermal analysis）：在程序控制温度条件下，测量物质的物 在程序控制温度条件下， 热分析 在程序控制温度条件下 理性质随温度变化的函数关系的技术。 理性质随温度变化的函数关系的技术 物质的物理性质的变化，即状态的变化，总是用温度T这个状态函数 来量度的。数学表达式为 F=f（T） 其中F是一个物理量，T是物质的温度。 所谓程序控制温度，就是把温度看着是时间的函数。取 T=ϕ（τ） 其中τ是时间，则 F=f（T）或f（τ）
概述
在不同温度下，物质有三态：固、液、气，固态物质又有不同的结晶 形式。 对热分析来说，最基本和主要的参数是焓（∆H），热力学的基本公 式是： ∆G=∆H-T∆S 存在三种情况：∆G<0，∆G=0，∆G>0 常见的物理变化有：熔化、沸腾、升华、结晶转变等； 常见的物理变化有：熔化、沸腾、升华、结晶转变等 常见的化学变化有：脱水、降解、分解、氧化，还原，化合反应等。 这两类变化，首先有焓变，同时常常也伴随着质量、机械性能和力学 性能的变化等。
图7 典型的DSC曲线
典型的DSC曲线 曲线 典型的
DSC曲线的纵轴为热流速率 dQ / dt ， 表示当保持试样和参比物的温 度相等时输给两者的功率之差， 横轴为温度或时间。 曲线的吸热峰朝上，放热峰朝 下，灵敏度单位为mJ·s-1。 mJ·s-1 曲线离开基线的位移即代表样 品吸热或放热的速率，而曲线 中峰或谷包围的面积即代表热 量的变化。 因而差示扫描量热法可以直接 测量样品在发生物理或化学变 化时的热效应。
尼莫地平
尼莫地平的多晶型现象 尼莫地平的两种晶型, 并通过红外光谱、XDR、差热 分等方法得到确证, 测定了尼莫地平两种晶型在个实验温度下的溶解度曲 线,
注意
热分析方法
热分析方法热分析是科研表征中常见的手段。
所谓热分析，指通过控制样品温度的改变，来分析其相应物理化学性质的改变。
今天我们就只讲最为常见的热分析手段有三种热重分析（TG）、差热分析（DTA）和差示扫描量热法（DSC）。
首先我们来看怎么正确选择热分析的方法。
1、热分析方法的选择三种热分析方法各有所长，可以单独使用、也可以联合使用。
具体如何选择，我们首先从定义出发，了解这些表征手段。
TG：在程序控温下，测量样品的质量（m）随温度的变化。
如果你需要知道，样品在升温或者降温过程中，样品质量的变化（比如吸附、脱附、分解等），请选择TG。
比如工业催化剂中常会有积碳现象，通过TG表征可以确定积碳量。
DTA：在程序控制温度下，测量参比物和样品温差（△T）随温度（T）的变化。
DTA与TG的区别在于测量值从质量变为温差。
之所选择测试温差，是因为升温过程中发生的很多物理化学变化（比如融化、相变、结晶等）并不产生质量的变化，而是表现为热量的释放或吸收，从而导致样品与参比物之间产生温差。
DTA 能够发现样品的熔点、晶型转变温度、玻璃化温度等等信息。
DSC: 在程序控制温度下，测量给于参比物和给予样品的能量之差（△Q）随温度（T）的变化。
在整个测试过程中，样品和参比物温差控制在极小的范围内。
当样品发生物理或者化学变化时，控温装置将输入一定功率能量，以保持温度平衡。
可以简单的将DSC看成是DTA的升级版。
DSC也确实是从DTA发展而来。
传统的DTA仪器因为样品池材质的关系，只能测温差，无法准备测量热和焓的变化。
后期通过改变材质和结构，使得从温差转变为能量差成为可能（热流型）。
最后又出现一种直接测量输入热量差的DSC(功率补偿型)。
DSC的优点在于灵敏度高、可以定量测量焓、比热容等物理量。
2. 数据如何分析？TG：典型的TG图如下图1所示：其中最重要的信息是失重的温度点和失重的比例。
根据你所测试材料的性质和这些温度点、失重比例，可以推测所发生的物理化学变化。
第四章 热分析方法
Ta
Tb
Tc
（二）定性分析 通过实验获得DTA曲线，根据曲线上吸、放热峰的形状、数量、特 征温度点的温度值，即曲线上特定形态来鉴定分析试样及其热特性。 所以，获得DTA曲线后，要清楚有关热效应与物理化学变化的联系， 再掌握一些纯的或典型物质的 DTA曲线（可查相关手册），便可进行 定性分析。
二、差热分析（DTA）方法
现代材料分析测试技术
河南理工大学
材料科学与工程学院
第四章 热分析方法 本章主要内容
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 概述 差热分析 差热扫描量热分析 热重法 热分析技术的发展趋势
第一节 概述
热分析技术：
热分析是在程序温度控制下测量物 质的物理性质与温度关系的一类技术 。 如释放出结晶水和挥发性物质，热量 的吸收或释放，增重或失重，发生热力学变化和热物理性质和电学性质变 化等。
第一节 概述
应用：
热分析在药学研究和生产中的应用：考察药物和辅料的脱 水过程，药物制剂的分析，药物配伍禁忌的研究，固体药 物稳定性的预测等。 热分析对各种反应的测定：热稳定性的测定；固体催化剂 的评价；木材热分析；含能材料、煤的热分析；矿物定量 与类质同象的热重测定；与反应有关的其它测定。 物质特性参数的测定：热力学参数的测定；纯度的测定； 孔度的量热测定
TM A DM A
温 度 热 量
DTA DSC MDSC
光学量 电学量 磁学量
第一节 概述
几种热分析方法：
2
1
3
4
返 回
脱硫石膏的DSC/TG分析
第一节 概述
应用：
在金属合金的研究中用于：相图的绘制，金属合金的热力 学参数的测定，合金脱溶沉淀过程的研究，金属合金及亚 稳态合金的研究等； 热分析在矿物研究中用于：矿物鉴定，矿物类质同象的研 究，矿物成因的研究，可燃矿物燃烧特性的研究，确定矿 物中水的存在形式等； 热分析在高聚物研究中用于：高聚物玻璃化转变与结晶-熔融转变的研究，高聚物的热氧化、热裂解与热交联的研 究，橡胶硫化研究等；
热分析方法学习课件学习绪论
论。总之，在这一段时期内热分析在仪器、方法 和应用上发展较快。
• 七十年代，热分析仪在自动化、微量化方面更为 完善。1971年Bradley等介绍了一种可把装有 试样的试样盘自动送入炉膛的热天平，使热天平 技 术 完 全 自 动 化 。 Duval 和 Wunderlich 相 继 发表了DTA进展和应用方面的总结报告。在这一 段时期内新型热分析和热分析联用技术发展较快， 研 制 出 的 各 种 类 型 热 分 析 仪 有 EGA 、 TMA 、 DMA 、 TG-DTA 、 TG-EGA 、 TG-MS （ 质 谱）、TG-GC（气相色谱）、DTA-MS等等。 我国的热分析技术从七十年代开始在研究和应用
加热速率曲线 （Heating Rate Curve）
测量物质的温度与程控温度之 间的函数关系
加热曲线对时间的一次微商曲 线即dT/dt对时间作图所得的 曲线
温 度
加热速率倒数曲线
加热曲线对温度的一次微商曲 线即dt/dT对时间或温度作图
差热分析 （Differential Thermal Analysis，DTA）
一、热分析及其研究对象
热分析是一种很重要的分析方法。通常用毛 细管测定有机化合物的熔点和在坩埚中测定 物质的冷却曲线都属于热分析方法。随着科 学技术的发展，这些简单的热分析方法目前 已逐步被现代精密的热分析仪 DSC、DTA 和带程序控温装置的热台偏光显微镜所取代。 近年来，随着电子和计算机等高科技的飞速 发展，各种精密的热分析仪不断的改进和完 善，热分析技术已在科学技术的各个领域中 得到了广泛的应用。
（Dynamic
模量）和损失角正切
Thermomechanic Analysis， （tan）随温度的函数
DMA）
• 七十年代，热分析仪在自动化、微量化方面更为 完善。1971年Bradley等介绍了一种可把装有 试样的试样盘自动送入炉膛的热天平，使热天平 技 术 完 全 自 动 化 。 Duval 和 Wunderlich 相 继 发表了DTA进展和应用方面的总结报告。在这一 段时期内新型热分析和热分析联用技术发展较快， 研 制 出 的 各 种 类 型 热 分 析 仪 有 EGA 、 TMA 、 DMA 、 TG-DTA 、 TG-EGA 、 TG-MS （ 质 谱）、TG-GC（气相色谱）、DTA-MS等等。 我国的热分析技术从七十年代开始在研究和应用
加热速率曲线 （Heating Rate Curve）
测量物质的温度与程控温度之 间的函数关系
加热曲线对时间的一次微商曲 线即dT/dt对时间作图所得的 曲线
温 度
加热速率倒数曲线
加热曲线对温度的一次微商曲 线即dt/dT对时间或温度作图
差热分析 （Differential Thermal Analysis，DTA）
一、热分析及其研究对象
热分析是一种很重要的分析方法。通常用毛 细管测定有机化合物的熔点和在坩埚中测定 物质的冷却曲线都属于热分析方法。随着科 学技术的发展，这些简单的热分析方法目前 已逐步被现代精密的热分析仪 DSC、DTA 和带程序控温装置的热台偏光显微镜所取代。 近年来，随着电子和计算机等高科技的飞速 发展，各种精密的热分析仪不断的改进和完 善，热分析技术已在科学技术的各个领域中 得到了广泛的应用。
（Dynamic
模量）和损失角正切
Thermomechanic Analysis， （tan）随温度的函数
DMA）
热分析方法ppt课件
判定某项技术是否属于热分析技术应该具
备以下三个条件：
1 ）测量的参数必须是一种“物理性质”，
包括质量、温度、热焓变化、尺寸、机械特
性、声学特性、电学及磁学特性等。
2 ）测量参数必须直接或者间接表示成温度
的函数关系。
3）测量必须在程序控制的温度下进行.
热分析技术的分类
热分析方法的种类是多种多样 的，根据ICTA的归纳和分类，目前 的热分析方法共分为9类17种。
热分析的应用类型
4、材料质量测定：如纯度测定、物 质的玻璃化转变和居里点、材料的 使用寿命测定。 5、材料的力学性质测定：抗冲击性 能、粘弹性、弹性模量、损耗指数 和剪切模量等的测定。 6、环境监测：研究蒸汽压、沸点、 易燃性等。
热分析技术在药学领域中的应用
一、热分析技术在中药材鉴别中的应用 1、动物药材的鉴别
2、植物药材的鉴别
植物药材（菊花、丹参、白术、白芷、
黄芪、玄参、甘草、板兰根、薏仁、杜仲、
银杏等）的鉴别，通常需要一定的溶剂提取
等较复杂的化学前处理，且操作烦琐。同时
也仅能检测药材中某一类成分，故难于反映
药材的总体理化性质，对植物药材鉴别的专
属性、准确性也不够高，故鉴别较为困难。 应用 TA 技术对其鉴别，往往能取得较满意 的效果。 2018/10/30
应用领域：化学化工、冶金、地质、物理、陶瓷、建材、 生物化学、药学、地球化学、航天、石油、煤炭、环保、 考古、食品等。
热分析的应用类型
1 、成份分析：无机物、有机物、药 物和高聚物的鉴别和分析以及它们的 相图研究。 2 、稳定性测定：物质的热稳定性、 抗氧化性能的测定等。 3、化学反应的研究：比如固 - 气反应 研究、催化性能测定、反应动力学研 究、反应热测定、相变和结晶过程研 究。
武汉理工大学 材料测试方法 热分析(差示扫描量热分析)
（四） DTA和DSC的主要区别
DTA：测定的是试样和参比物之间的温度差△T 优点:快速简便。 缺点：重复性较差，分辨率不够高。 适用于高温矿物、冶金等领域.
DSC：测定的是热流率dH/dt，定量方便。 优点：热量定量方便分辨率高灵敏度好。 缺点:非曲直使用温度低 。 适用于需要温度不高，而灵敏度要求很高 的有机、高分子及生物化学领域。
计算公式：
H x
Axm s Asm x
H
s
材料的熔化温度及焓变测定过程
图中：
1 该材料从123.226℃开始熔化到 132.609℃结束，峰值温度是 130.133℃。
2 熔化是吸热峰。 2 相应的焓变是214.754J/g。
应用2 玻璃化转变温度的测定
玻璃化转变是材料从非弹性态(玻璃态）到 弹性态的转变。
基于转变前后的热容不同，一般取热容的 1/2处为玻璃化转变(Tg)温度，下图是某材料 的玻璃化转变温度的测定过程。
热容: 0.492
(J/g℃）
玻璃化温度: 77.168℃
某材料的玻璃化转变温度测定
弹性橡胶弹的玻性璃橡化转胶变的（D玻SC璃） 化转变（DSC）
Tg 与塑料／橡胶的使用温度有关。玻璃化温度低，说 明材料可以应用于较低的环境。
※ 热流型 (Heat Flux)
（一）功率补偿型DSC
※ 功率补偿型(Power Compensation)
在样品和参比物始终保持相同温度
的条件下，测定为满足此条件下样品和
参比物两端所需的能量（热量）差，并
直接作为信号Q（热量差）输出。
1 功率补um 合金 PRT 传感器
试样吸热时，温度Ts下降，热量补偿放大 器使电流Is增大。
热分析法
据。 10）标明试样重量和试样稀释程度。 11）标明所用仪器的型号、商品名称及热电偶的几
何形状、材料和位置。 12）纵坐标刻度用测定温度下每度的偏移表示，吸
热峰指向下方，放热峰指向上方。
.
TAS-100型热分析仪上做的TG-DTA曲线
.
【差热分析的应用】
凡是在加热（或冷却）过程中，因物理-化学变化而产生吸 热或者放热效应的物质，均可以用差热分析法加以鉴定。其主要 应用范围如下：
.
选择热电偶的条件
能产生较高的温差电动势，并能与反应温度之间成直 线变化关系。 能测量较高的温度，测温范围宽，长时间使用后不发生 化学及物理变化，高温下能耐氧化、耐腐蚀 比电阻小，导电系数大 电阻温度系数及热容系数小 有足够的机械强度，价格适宜
.
热电偶的种类
镍铬－镍铝：中温经常使用 铜－糠铜：不超过400度，低温常用 铂－铂铑（铑10％），1300度可长期使用，高温常 用 铂－铂铼合金（铼8％）和铂－铂铑合金（铑8％）， 可在1900度高温使用 铑－铂铑（铑20％），可在1800度高温使用 铱－铱铑（铑60％），可在1800度高温使用
.
第二节 差热分析法
一、基本原理与差热分析仪
差热分析(DTA)：在程序控制温度条件下，测量样品与
参比物之间的温度差与温度关系的一种热分析方法。
参比物（或基准物，中性体）：在测量温度范围内不发
生任何热效应的物质，如-Al2O3、MgO等。
在实验过程中，将样品与参比物的温差作为温度或时间
热传导 其他
.
DTA DSC TG DTG TMA 热机械分析 DMA 动态机械分析 EGA 逸出气分析
四、与其它技术的联用性
热分析只能给出试样的重量变化及吸热或放热情 况，解释曲线常常是困难的，特别是对多组分试 样作的热分析曲线尤其困难。
何形状、材料和位置。 12）纵坐标刻度用测定温度下每度的偏移表示，吸
热峰指向下方，放热峰指向上方。
.
TAS-100型热分析仪上做的TG-DTA曲线
.
【差热分析的应用】
凡是在加热（或冷却）过程中，因物理-化学变化而产生吸 热或者放热效应的物质，均可以用差热分析法加以鉴定。其主要 应用范围如下：
.
选择热电偶的条件
能产生较高的温差电动势，并能与反应温度之间成直 线变化关系。 能测量较高的温度，测温范围宽，长时间使用后不发生 化学及物理变化，高温下能耐氧化、耐腐蚀 比电阻小，导电系数大 电阻温度系数及热容系数小 有足够的机械强度，价格适宜
.
热电偶的种类
镍铬－镍铝：中温经常使用 铜－糠铜：不超过400度，低温常用 铂－铂铑（铑10％），1300度可长期使用，高温常 用 铂－铂铼合金（铼8％）和铂－铂铑合金（铑8％）， 可在1900度高温使用 铑－铂铑（铑20％），可在1800度高温使用 铱－铱铑（铑60％），可在1800度高温使用
.
第二节 差热分析法
一、基本原理与差热分析仪
差热分析(DTA)：在程序控制温度条件下，测量样品与
参比物之间的温度差与温度关系的一种热分析方法。
参比物（或基准物，中性体）：在测量温度范围内不发
生任何热效应的物质，如-Al2O3、MgO等。
在实验过程中，将样品与参比物的温差作为温度或时间
热传导 其他
.
DTA DSC TG DTG TMA 热机械分析 DMA 动态机械分析 EGA 逸出气分析
四、与其它技术的联用性
热分析只能给出试样的重量变化及吸热或放热情 况，解释曲线常常是困难的，特别是对多组分试 样作的热分析曲线尤其困难。
热分析方法
热分析方法东方科技，结构设计室1.热分析的目的温度过高会造成电子产品的损坏。
任何元器件、封装在一定温度下都有一定的失效率，温度越高失效率越大，按指数增长。
通过热分析使分配给每一个元器件的失效率一致，并且使元器件工作在要求的温度范围之内。
换言之，热分析可以确保电子产品工作可靠，各个元器件温度分布均匀。
2.术语温升零部件、元器件温度与环境温度的差值。
热耗又叫损耗，指元器件或设备工作时产生的热量。
热耗不同于功耗，功耗是元器件或设备的输入功率。
一般电子器件效率比较低，大部分功耗转化为热量。
热流密度单位面积上的热耗，单位W/m2。
热阻1W热量引起的温升大小，反映介质传热能力的大小，单位℃/W。
导热系数1m厚的材料，两侧表面的温差为1℃，在1秒内，通过1平方米面积传递的热量，单位W/m∙K。
对流换热系数流体与壁面的温差为1℃时，在单位时间通过单位面积的热量，表示流体与固体表面之间的换热能力，单位W/m2∙K。
系统阻力流体经过设备或机柜风道、散热器风道、进风系统过滤网等通道产生的静压差，单位Pa。
风机特性表示风机主要性能参数（风量、风压、功率、效率）之间的关系的曲线。
风机运行点系统阻力曲线与风机特性曲线的交点。
表示风机实际的工作状态。
壳温指元器件安装接触面的温度，如IGBT与散热器接触底面的温度。
结温指元器件内部的温度，如IGBT芯片或二极管芯片的温度。
3.IGBT热耗热分析前必须计算元器件的热耗，热耗计算错误必将导致错误的分析结果，严重的会使设备温升过大，当环境温度较高时设备无法运行或损坏。
表1. IGBT热耗计算参数其中，壳温按80℃，最大结温查询IGBT手册。
此外，计算参数还包括环境温度T a，及每桥臂对应散热器热阻R th。
3.1.热耗计算根据[表1]中的数据可以算出IGBT芯片及二极管芯片的导通损耗P cond，开关损耗P SW，总损耗P cond+P SW；引脚损耗P RCC′EE′。
引脚损耗通过接线端子可以散发出去，为了使分析结果更接近真实值，一般热分析时不考虑这部分热量，但时，在极端条件下引脚损耗的热量也会进入IGBT基板，增加散热器的负荷。
热分析法--课件
用于差热分析的装置称为差热分析仪。
差热分析仪结构
1-参比物；2-样品；3-加热块；4-加热器；5-加热块热电 偶；6-冰冷联结；7-温度程控；8-参比热电偶；9-样品 热电偶；10-放大器；11-x-y记录仪
STA 449 C型综合热分析仪
DIL 402PC型热膨胀仪
TAS-100型热分析仪
理研究；
新化合物的发现。
失重量的计算
热失重有关的几个名词：热天平；试样；试样 支持器；平台；起始温度（Ti）；终止温度 （Tf）；反应区间Ti~Tf。
实验条件：质量mg；扫描速率（升温速率） ℃/min；温度范围（℃或K）；气氛等。
以草酸钙脱水失重为例
三个脱水失重区间失重率的计算如下： ΔW1%=（W0-W1）100%/W0 ΔW2%=（W1-W2）100%/W0 ΔW3%=（W2-W3）100%/W0 ΔW%=（W0-W1）100%/W0 总 （失 W0重-W率3）1Δ0W0%=Δ/WW01+ΔW2+ΔW3也可用ΔW%= 残渣：100%-ΔW%=W渣%
气氛； 记录纸速：不同的纸速使DTA峰形不同； 升温速率：影响峰形与峰位；
样品用量：过多则会影响热效应温度的准确测量， 妨碍两相邻热效应峰的分离等。
§15.2 差示扫描量热法
一、基本原理与差示扫描量热仪 差示扫描量热法(DSC)：在程序控制温度条件下，
测量输入给样品与参比物的功率差与温度关系的 一种热分析方法。 DSC有功率补偿式差示扫描量热法和热流式差示 扫描量热法两种类型。
依据共混物DTA曲线上的特征峰(熔融吸热峰)确定共混物由高 压聚乙烯(HPPE)、低压聚乙烯(LPPE)、聚丙烯(PP)、聚次甲 氧基(POM)、尼龙6(Nylon 6)、尼龙66(Nylon 66)和聚四氟 乙烯(PTFE)7种聚合物组成。
差热分析仪结构
1-参比物；2-样品；3-加热块；4-加热器；5-加热块热电 偶；6-冰冷联结；7-温度程控；8-参比热电偶；9-样品 热电偶；10-放大器；11-x-y记录仪
STA 449 C型综合热分析仪
DIL 402PC型热膨胀仪
TAS-100型热分析仪
理研究；
新化合物的发现。
失重量的计算
热失重有关的几个名词：热天平；试样；试样 支持器；平台；起始温度（Ti）；终止温度 （Tf）；反应区间Ti~Tf。
实验条件：质量mg；扫描速率（升温速率） ℃/min；温度范围（℃或K）；气氛等。
以草酸钙脱水失重为例
三个脱水失重区间失重率的计算如下： ΔW1%=（W0-W1）100%/W0 ΔW2%=（W1-W2）100%/W0 ΔW3%=（W2-W3）100%/W0 ΔW%=（W0-W1）100%/W0 总 （失 W0重-W率3）1Δ0W0%=Δ/WW01+ΔW2+ΔW3也可用ΔW%= 残渣：100%-ΔW%=W渣%
气氛； 记录纸速：不同的纸速使DTA峰形不同； 升温速率：影响峰形与峰位；
样品用量：过多则会影响热效应温度的准确测量， 妨碍两相邻热效应峰的分离等。
§15.2 差示扫描量热法
一、基本原理与差示扫描量热仪 差示扫描量热法(DSC)：在程序控制温度条件下，
测量输入给样品与参比物的功率差与温度关系的 一种热分析方法。 DSC有功率补偿式差示扫描量热法和热流式差示 扫描量热法两种类型。
依据共混物DTA曲线上的特征峰(熔融吸热峰)确定共混物由高 压聚乙烯(HPPE)、低压聚乙烯(LPPE)、聚丙烯(PP)、聚次甲 氧基(POM)、尼龙6(Nylon 6)、尼龙66(Nylon 66)和聚四氟 乙烯(PTFE)7种聚合物组成。
《热分析法》课件
检测材料相变
热分析法可以检测材料在加热或 冷却过程中的相变温度和相变热 量，有助于了解材料的热性能和 相变行为。
评估材料热导率
通过热分析法可以测量材料的热 导率，这对于材料在高温或低温 环境下的热传导性能评估具有重 要意义。
化学领域的应用
反应动力学研究
热分析法可以用于研究化学反应的动 力学过程，通过测量反应速率常数和 活化能等参数，有助于理解反应机理 和反应速率控制步骤。
加强热分析标准化和规范化的宣传与培训，提高相关人员的意识和素质，促进热分析的广泛应用和深入发展。
THANK YOU
随着科学技术的不断发展，热分析与光谱、色谱、质谱等分 析方法的联用将进一步提高热分析的准确性和可靠性。
热分析软件的开发
未来将有更多专门针对热分析的软件出现，这些软件将能够 实现数据的自动采集、处理、分析和可视化，提高热分析的 效率和精度。
交叉学科的研究与应用
热分析与材料科学的交叉
随着材料科学的快速发展，热分析将在材料性能表征、材料合成与制备等领域发 挥更加重要的作用。
03息量。ຫໍສະໝຸດ 热分析法的优势与局限性• 可用于研究物质在温度变化时的 性质变化，具有较高的灵敏度和 准确性。
热分析法的优势与局限性
01
局限性
02 对测试条件要求较高，如温度控制、气氛 控制等。
03
对于某些物质，可能存在较大的热历史效 应，影响测试结果的准确性。
04
对于某些复杂体系，可能需要结合其他分 析方法进行综合分析。
《热分析法》ppt课件
• 热分析法简介 • 热分析法的基本类型 • 热分析法的实验技术与操作 • 热分析法的应用实例 • 热分析法的未来发展与展望
01
热分析法简介
热分析法PPT课件
将实验数据、分析结果和 讨论整理成完整的报告， 以供后续研究或应用参考 。
04
热分析法在材料科学中的应用
材料热稳定性的研究
热重分析（TGA）
通过测量材料在升温过程中的质 量变化，研究其热分解、氧化等 反应，评估材料的热稳定性。
差热分析（DTA）
记录材料在升温或降温过程中的 热量变化，分析材料的热效应， 判断其热稳定性。
要点二
原理
物质在加热过程中会伴随质量的变化 ，这种变化是由于物质的分解、挥发 、升华等物理或化学过程引起的。通 过测量物质质量随温度的变化，可以 得到物质的热稳定性、热分解温度、 热分解过程等信息。
要点三
应用
热重分析广泛应用于无机物、有机物 及聚合物的热分解研究，以及固体物 质的成分分析等领域。
差热分析
热机械分析（
TMA）
测量材料在温度变化过程中的形 变和应力，研究材料的热膨胀、 收缩等性能，评估其热稳定性。
材料相变过程的探究
差示扫描量热法（DSC）
测量材料在升温或降温过程中的热量变化，研究材料的熔融、结 晶、固化等相变过程。
热光分析
通过观察材料在加热过程中的光学性质变化，研究材料的相变过程 和机理。
生物医学
用于研究生物组织的热性质、生物大分子的 热稳定性以及药物的热分析。
环境科学
用于研究环境污染物的热性质、热分解以及 环境样品的热分析。
热分析法的发展历程
早期阶段
热分析法的起源可以追溯到18世纪，当时人们开始使用天平测量物质在加热过程中的质 量变化。
发展阶段
19世纪末至20世纪初，随着热力学和物理化学的发展，热分析法逐渐成为一种重要的分 析方法，出现了多种热分析方法，如差热分析（DTA）、热重分析（TGA）等。
04
热分析法在材料科学中的应用
材料热稳定性的研究
热重分析（TGA）
通过测量材料在升温过程中的质 量变化，研究其热分解、氧化等 反应，评估材料的热稳定性。
差热分析（DTA）
记录材料在升温或降温过程中的 热量变化，分析材料的热效应， 判断其热稳定性。
要点二
原理
物质在加热过程中会伴随质量的变化 ，这种变化是由于物质的分解、挥发 、升华等物理或化学过程引起的。通 过测量物质质量随温度的变化，可以 得到物质的热稳定性、热分解温度、 热分解过程等信息。
要点三
应用
热重分析广泛应用于无机物、有机物 及聚合物的热分解研究，以及固体物 质的成分分析等领域。
差热分析
热机械分析（
TMA）
测量材料在温度变化过程中的形 变和应力，研究材料的热膨胀、 收缩等性能，评估其热稳定性。
材料相变过程的探究
差示扫描量热法（DSC）
测量材料在升温或降温过程中的热量变化，研究材料的熔融、结 晶、固化等相变过程。
热光分析
通过观察材料在加热过程中的光学性质变化，研究材料的相变过程 和机理。
生物医学
用于研究生物组织的热性质、生物大分子的 热稳定性以及药物的热分析。
环境科学
用于研究环境污染物的热性质、热分解以及 环境样品的热分析。
热分析法的发展历程
早期阶段
热分析法的起源可以追溯到18世纪，当时人们开始使用天平测量物质在加热过程中的质 量变化。
发展阶段
19世纪末至20世纪初，随着热力学和物理化学的发展，热分析法逐渐成为一种重要的分 析方法，出现了多种热分析方法，如差热分析（DTA）、热重分析（TGA）等。
热分析技术.PPT
玻璃化温度
C AD
B ½h ½h
T（A）：起始温度 T（C）：半高温度 T（D）：切线温度 T（B）： 终点 温度
16
17
A B
C
热量值
D
t
Q0(dH/dT)dt
18
１.5 实验方法及结果影响因素
１.5.1 样品形态
固态样品： 如固体产品分析。从其上割取一小块。 粉末样品： 如 粉末PP，金属粉末等。 薄膜样品： 塑料薄膜产品 液体样品： 如有机产品、高分子溶液 气态样品： 不允许
25
１.7 在材料研究中应用
DTA、DSC比较
DTA
DSC
定义：温度差-温度关系 形式：温度差=f(温度） 结果：热转变温度
仪器：无热补偿单元
定义：功率差-温度关系 形式：功率差=f(温度） 结果：热转变温度
热量值
仪器：有热补偿单元
应用：定性分析
应用：定性、定量分析
应用领域：一切有热效应发生的转变过程
NBp83/CoCl2 交联后
NBp83/CoCl2 交联前
NBp83/CoCl2 交联后 30
DSC 曲线
31
DSC 曲线
32
DSC 曲线
33
(2) 熔融温度测定
34
35
36
37
(3) 结晶度测定
38
39
40
41
42
(4) 结晶动力学研究
43
t
(dH / dt)dt
Xt
பைடு நூலகம்
26
(1) 聚合物玻璃化转变温度（Tg)测定
27
NB p83/CoCl2 交联后 NB p83/CoCl2 交联前 纯NB p83
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3、CO2分压为6.7KPa。
三、影响曲线形状的因素
影响差热分析的主要因素有三个方面：实验条件，仪器因素 和试样。
（一）实验条件的影响
3. 参比物
— 整个测温范围无热反应。 — 比热与导热性与试样相近。
常用的参比物： α－ Al2O3（经1270K煅烧的高纯氧化铝粉）
4 试样的用量 — 试样用量多，热效应大，峰顶温度滞后，容易掩盖邻近小峰谷。 — 以少为原则。通常10～30mg
（二）定性分析
常见陶瓷原料的差热 曲线来自二、差热分析（DTA）方法
（二）定性分析 现象
差热分析中产生吸热、放热的大致原因
吸热 放热 现象 吸热 放热
物 理 原 因
结构转变 熔化 汽化 升华 吸附 脱附 吸收
化 学 原 因
化学脱附 析出 脱水 分解 氧化度降低 氧化还原 氧化还原反应
温度控制系统
第二节 差热分析
一、差热分析基本原理及设备
差热分析的基本原理，是把被测试样和一种中性物（参比物）臵 放在同样的热条件下，进行加热或冷却，在这个过程中，试样在某 一特定温度下会发生物理化学反应引起热效应变化 ， 差热分析设备由加热炉、试样容器、热电偶、温度控制系统及 放大、记录系统等部分组成。
三、影响曲线形状的因素
影响差热分析的主要因素有三个方面：实验条件，仪器因素 和试样。
（一）实验条件的影响 5. 样品粒度：较大的颗粒峰形较宽，分辨率下降。一般以200目为宜。 6. 样品的装填：装填不均会引起导热及温度的差异，出现无法解析的小峰。 （二）仪器因素的影响 7. 仪器因素的影响 首先要考虑的是仪器中加热方式、炉子形状、尺寸的影响。炉子 形状和大小决定了炉内温度均匀区域的范围及炉子的热容量。这些因 素会影响差热曲线的基线稳定性和平直性 ;其次是样品支持器，尤其 是均温块体的结构和材质是影响差热曲线的基本因素之一 ; 热电偶的 位臵，热电偶的类型、尺寸的影响. （三）试样的影响 8. 试样因素的影响:包括试样的热容量、热导率和试样的纯度、结晶度或离
现代材料分析测试技术
河南理工大学
材料科学与工程学院
第四章 热分析方法 本章主要内容
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 概述 差热分析 差热扫描量热分析 热重法 热分析技术的发展趋势
第一节 概述
热分析技术：
热分析是在程序温度控制下测量物 质的物理性质与温度关系的一类技术 。 如释放出结晶水和挥发性物质，热量 的吸收或释放，增重或失重，发生热力学变化和热物理性质和电学性质变 化等。
Ta
Tb
Tc
（二）定性分析 通过实验获得DTA曲线，根据曲线上吸、放热峰的形状、数量、特 征温度点的温度值，即曲线上特定形态来鉴定分析试样及其热特性。 所以，获得DTA曲线后，要清楚有关热效应与物理化学变化的联系， 再掌握一些纯的或典型物质的 DTA曲线（可查相关手册），便可进行 定性分析。
二、差热分析（DTA）方法
子取代以及试样的颗粒度、用量及装填密度、参比物的影响等。
三、影响曲线形状的因素
操作因素
• 操作因素是指操作者对样品与仪器操作条件选取不同而对 分析结果的影响： • 样品粒度：影响峰形和峰值，尤其是有气相参与的反应； • 参比物与样品的对称性：包括用量、密度、粒度、比热容 及热传导等，两者都应尽可能一致，否则可能出现基线偏 移、弯曲，甚至造成缓慢变化的假峰； • 气氛； • 记录纸速：不同的纸速使DTA峰形不同； • 升温速率：影响峰形与峰位； • 样品用量：过多则会影响热效应温度的准确测量，妨碍两 相邻热效应峰的分离等。
第一节 概述
热分析技术分类：
测定的 方法名称 物理量 质 量 热重法 等压质量变化测定 逸出气检测 逸出气分析 放射热分析 热微粒分析 升温曲线分析 差热分析 差示扫描量热法 调制式差示扫描量热法 简称 TA EGD EGA 测定的物 理量 尺寸 力学量 声学量 方法名称 热膨胀法 热机械分析 动态热机械 法 热发声法 热传声法 热光学法 热传声法 热磁学法 简称
升温速率对DTA曲线的影响
1k/min
5k/min 吸热
10k/min
75
100
温度
125
150
C
不同升温速率下CuSO4 5H2O的DTA曲线
三、影响曲线形状的因素
影响差热分析的主要因素有三个方面：实验条件，仪器因素 和试样。
（一）实验条件的影响 2. 压力与气氛－不同性质的气氛如氧 化气氛，还原气氛或惰性气氛对 DTA 测定有较大影响。 气氛对DTA 测定的影响主要由气 氛对试样的影响来决定。如果试样在 受热反应过程中放出气体能与气氛组 分发生作用，那么气氛对DTA 测定的 影响就越显著。
二、差热分析（DTA）方法
（三）定量分析
一般是采用精确测定峰面积或峰高的办法，然后以各种形式 确定矿物在混合物中的含量。 定量基本公式：
ΔH = K·A＝M· q q-单位质量物质的热效应
1） 定标曲线法 Tc Ta T 2） 单物质标准法 b 3） 面积比法 定量分析受多种因素的制约，如物质间不能反应等。
第一节 概述
热分析发展过程：
1780 年，英国的Higgins 使用天平研究石灰粘结剂和生石灰受热重量 变化。 1899年，英国的Roberts-Austen第一次使用了差示热电偶和参比物， 大大提高了测定的灵敏度。正式发明了差热分析（DTA）技术。 1903年，Tammann首次提出“热分析”术语。 1915年，日本的本多光太郎，在分析天平的基础上研制了“热天平” 即 热重法（TG），后来法国人也研制了热天平技术。 1945年，首批商品化热分析天平生产。 1964年，美国的Watson和O’Neill在DTA技术的基础上发明了差示扫描 量热法（DSC），美国P－E公司最先生产了差示扫描量热仪，为热分 析热量的定量作出了贡献。 1965年，英国的Mackinzie (Redfern等人发起，召开了第一次国际热 分析大会，并于1968年成立了国际热分析协会（ICTA）。 1979年，中国成立中国化学会化学热力学和热分析专业委员会。
试样无热效应时： QS
QR
TS = TR ΔT = 0
TS＜TR ΔT＜0
试样吸热效应时：(Q－g)S QR
试样放热效应时：(Q＋g)S QR TS＞TR ΔT＞0
第二节 差热分析
二、差热分析（DTA）方法
（一）差热分析（DTA）曲线
国际热分析协会对大量试样的 分析表明曲线偏离基线那点的切线 与曲线斜率最大的直线的交点最接 近热力学平衡温度。
岛津DTA－50型差热分析仪
热电偶
参比物
Tr Ts
Tw
试样
均温块
电热丝
DTA原理图
第二节 差热分析
一、差热分析基本原理及设备
差热分析的基本原理，是把被测试样和一种中性物（参比物）臵 放在同样的热条件下，进行加热或冷却，在这个过程中，试样在某 一特定温度下会发生物理化学反应引起热效应变化 ， 差热仪炉子供给的热流为Q
第一节 概述
• 热分析组织：国际热分析协会（International Confederation for Thermal Analysis）ICTA • 热分析发行的刊物有： • 热分析文摘（Thermal Analysis Abstract）TAA，双月刊， 1972 • 热分析杂志（Journal of thermal Analysis，双月刊，1969 • 热化学学报（thermachemical Acta）,每年四卷，1974 • 量热学与热分析杂志（Calorimetry and Thermal Analysis） 日文，季刊，1974
第一节 概述
应用：
热分析在药学研究和生产中的应用：考察药物和辅料的脱 水过程，药物制剂的分析，药物配伍禁忌的研究，固体药 物稳定性的预测等。 热分析对各种反应的测定：热稳定性的测定；固体催化剂 的评价；木材热分析；含能材料、煤的热分析；矿物定量 与类质同象的热重测定；与反应有关的其它测定。 物质特性参数的测定：热力学参数的测定；纯度的测定； 孔度的量热测定
碳酸锶的DTA曲线
三、影响曲线形状的因素
影响差热分析的主要因素有三个方面：实验条件，仪器因素 和试样。
（一）实验条件的影响 2.压力与气氛
不涉及气相的物理变化，如晶型转变、熔融、结 晶等，转变前后体积变化不大，压力对差热曲线影 响很小，峰温基本不变。
对于化学或物理变化中要放出或消耗气体的反应， 如热分解、升华、脱水、氧化等，压力对平衡温度 有明显的影响，差热曲线的峰温变化较大。其峰温 移动的程度与过程的热效应有关。当外界压力增大 时，试样的分解、扩散速度均降低，使热反应的温 度向高温方向移动；当外界压力降低或抽真空时， 白云石CO2气氛中的DTA曲线 试样的分解、扩散速度将加快，使热反应的温度向 1、CO2分压为88KPa； 2、CO2分压为13.3KPa； 低温方向移动。
第二节 差热分析
三、影响曲线形状的因素
影响差热分析的主要因素有三个方面：实验条件，仪器因素 和试样。
（一）实验条件的影响 1. 升温速率－在 DTA 实验中，升 温速率是对DTA 曲线产生最明显 影响的实验条件之一。当即升温 速率增大时， dH/dt 越大，即单 位时间产生的热效应增大，峰顶 温度通常向高温方向移动，峰的 面积也会增加。 不同升温速率对高岭土脱水反应DTA曲线的影响
第二节 差热分析
一、差热分析基本原理及设备
差热分析的基本原理，是把被测试样和一种中性物（参比物）置 放在同样的热条件下，进行加热或冷却，在这个过程中，试样在某 一特定温度下会发生物理化学反应引起热效应变化 ，差热分析设备 由加热炉、试样容器、热电偶、温度控制系统及放大、记录系统等 部分组成。