第四章 热分析
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第四章热分析1-3-1015PPT课件
6. 不同之间的晶型转变温度、晶型转变热（ 材料随温度变化，新相的生成、相变、磁 性转变、铁电相变等等）
7. 晶体的熔点、金属及其合金的熔点？
8. 炸药爆炸的温度、煤的高温裂解？过程的 热量？
9. 金属氮化物、碳化物等的合成过程动力学 研究、动力学参数等。
STA 449C同步热分析仪结构简图
3.1.4 对仪器的共同要求
1. 炉子和冷却系统 great variability in temperature programming 升温速率变化范围要大
wide temperature ranges 温度范围宽
the temperature are monitored and precisely maintained in accordance with the calibration by on-line computers. 温度可由在线计算机控制、记录
物理性质 尺寸 力学特性
导热
电学特性 磁学特性
分析技术名称 热膨胀 热机械分析
动态热机械分析 热扩散系数测试 热导率常数测试 热电学法 热磁学法
4.1.2热分析方法分类
依据检测信号的传感器可分为 : 1、TG——Thermogravity(TG)——measures
changes of the sample’s mass when the temperature is changed; 测量试样的质量随其温度的变化关系； 2、DSC——Differential Scanning Calorimetry--measures the amount of heat absorbed or emitted by the sample;
1. 脱水（温度？水量？）（如化学药剂中 的水、化学法制备的粉、原料中的结晶 水、吸附水等）
7. 晶体的熔点、金属及其合金的熔点？
8. 炸药爆炸的温度、煤的高温裂解？过程的 热量？
9. 金属氮化物、碳化物等的合成过程动力学 研究、动力学参数等。
STA 449C同步热分析仪结构简图
3.1.4 对仪器的共同要求
1. 炉子和冷却系统 great variability in temperature programming 升温速率变化范围要大
wide temperature ranges 温度范围宽
the temperature are monitored and precisely maintained in accordance with the calibration by on-line computers. 温度可由在线计算机控制、记录
物理性质 尺寸 力学特性
导热
电学特性 磁学特性
分析技术名称 热膨胀 热机械分析
动态热机械分析 热扩散系数测试 热导率常数测试 热电学法 热磁学法
4.1.2热分析方法分类
依据检测信号的传感器可分为 : 1、TG——Thermogravity(TG)——measures
changes of the sample’s mass when the temperature is changed; 测量试样的质量随其温度的变化关系； 2、DSC——Differential Scanning Calorimetry--measures the amount of heat absorbed or emitted by the sample;
1. 脱水（温度？水量？）（如化学药剂中 的水、化学法制备的粉、原料中的结晶 水、吸附水等）
热分析
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。
2013年7月29日
3
1、热分析概述
2.热分析的起源及发展 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，英国的麦克肯兹(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。
热量
质量
热机械 尺寸 分析法 体积 (TMA) 2013年7月29日 动态热
7.3 差热分析
差热分析(Differential Thermal nalysis),简称
DTA——是在程序控制温度下测定物质和
参比物之间的温度差和温度关系的一种技
参比物（或基准物，中性体） ： 术。 －－在测定温度范围内不产生任何 热效应的惰性物质，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的函数连续记 录下来，就得到了差热分析曲线。
质随温度变化的一类技术。
线性升温或降温， 也包括恒温，循 环或非线性升温， 降温。
2013年7月29日
试样和(或)试 样的反应产 物，包括中 间产物。
质量、温度、热焓 变化、尺寸、机械 特性、声学特性、 光学特性、电学及 磁学特性等。
2
1、热分析概述
2.热分析的起源及发展
1780年，英国的希金斯(Higgins)使用天平研究石灰粘结剂和生石灰 受热重量变化。 1899年，英国的奥斯丁( 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，塔曼(Tammann)首次提出“热分析”术语
热分析ppt幻灯片课件
结果解析与讨论
峰归属与物质鉴定
根据峰位、峰形等信息推断物质种类及结构 。
热稳定性评价
通过比较不同物质的热分解温度、热稳定性 参数等评估其热稳定性。
反应动力学分析
研究物质在加热过程中的反应速率、活化能 等动力学参数，揭示反应机理。
结果可靠性验证
采用多种方法对数据结果进行交叉验证，确 保结果准确性和可靠性。
04
原理
在程序控制温度下，测量 物质的质量与温度的关系 。
应用
用于研究物质的热稳定性 、分解过程、挥发过程等 热性质，以及进行物质的 定性和定量分析。
优点
设备简单，操作方便，可 测量宽温度范围内的热性 质。
缺点
对样品的均匀性要求较高 ，易受气氛影响。
热机械分析法
原理
在程序控制温度下，测量物质的尺寸或形状 变化与温度的关系。
反应平衡常数测定
利用热分析数据，可以计算化学反应的平衡常数 ，进而研究反应在不同温度下的平衡状态。
3
热化学方程式推导
基于热分析实验结果，可以推导化学反应的热化 学方程式，明确反应物和生成物之间的热力学关 系。
化学反应动力学研究
01
反应速率常数测定
通过热分析技术，可以测定化学 反应的速率常数，了解反应在不 同温度下的速率变化。
优点
可直观观察物质的尺寸或形状变化，对研究 物质的热机械性能有重要意义。
应用
用于研究物质的热膨胀、收缩、相变等热性 质，以及进行物质的定性和定量分析。
缺点
设备较复杂，操作要求较高，对样品的形状 和尺寸有一定要求。
04
热分析数据处理与解 析
数据处理基本方法
数据平滑处理
消除随机误差，提高数据信噪比。
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04
差示扫描量热法
差示扫描量热法基本原理
差示扫描量热法（DSC）是一种热分析方法，用于测量样品与参比物之间的功率差随温度或时间的变 化。
DSC基本原理是，在程序控制温度下，测量输入到试样和参比物的功率差（如以热的形式）与温度的关 系。
DSC曲线可以反映样品在加热或冷却过程中的吸热或放热行为，从而得到样品的热性能参数，如熔点、 玻璃化转变温度等。
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目 录
• 热分析概述 • 热重分析法 • 差热分析法 • 差示扫描量热法 • 热机械分析法 • 热分析实验技术与方法
01
热分析概述
热分析定义与原理
热分析定义
热分析是一种研究物质在加热或冷却 过程中物理和化学性质变化的技术。
热分析原理
通过测量物质在温度变化过程中的各 种热力学参数（如热容、热导率、热 膨胀系数等）和化学反应参数（如反 应热、反应速率等），来研究物质的 组成、结构和性质。
热机械分析（TMA）
测量物质在温度变化过程中的尺寸变 化，用于研究物质的热膨胀系数和机 械性能等。
02
热重分析法
热重分析法基本原理
热重分析法定义
01
通过测量物质在程序升温过程中的质量变化，研究物质的热稳
定性和热分解等性质的一种技术。
热重分析仪构成
02
主要由加热系统、温度控制系统、天平测量系统和记录系统组
根据实验需要选择合适的气氛，如空气、氧气、氮气等。
数据处理与结果分析方法
数据采集
使用专业的热分析软件对实验数据进行采集和记录。
数据处理
对采集到的实验数据进行平滑、去噪、基线校正等处理，以获得更 准确的实验结果。
结果分析
根据实验目的和数据处理结果，对样品的热性质进行分析和解释，如 热稳定性、热分解温度、热焓等。
第四章 热分析作业及答案
第四章热分析作业一、什么是热重分析（英文缩写）？(Thermogravimetric Analysis)，TG热重法：在程序控制温度下，测量物质的质量与温度或时间的关系的一种技术。
二、什么是差热分析（英文缩写）？Differential Thermal Analysis，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或时间关系的一种技术。
三、影响差热曲线的主要因素是什么？老师课件：1. 升温速度的影响2.气氛的影响3．试样特性的影响4.试样量及粒度的影响5.试样的结晶度、纯度和离子取代6.试样的装填7. 参比物的选择课本：内因：1.晶体结构的影响2.阳离子电负性、离子半径及电价的影响3.氢氧离子浓度的影响外因：1.加热速度2.试样的形状、称量及装填3.压力和气氛的影响4.试样粒度的影响四、哪些反应过程是吸热反应？哪些过程是放热反应？放热：熔融、重结晶、氧化反应、燃烧、晶格重建及形成新矿物吸热：熔化、脱水反应、分解反应、还原反应、蒸发、升华、气化和晶格破坏等五、什么是外推起始点温度？在差热曲上，曲线开始偏离基线那点的切线与曲线最大斜率切线的交点。
（课本）在峰的前沿最大斜率点的切线与外推基线的交点六、差热曲线鉴定物质的依据是什么？优先考虑什么？鉴定物质的依据是：峰位置所对应的温度尤其是外延起始温度是鉴别物质及其变化的定性依据，峰面积是反映热效应总热量，是定量计算热效应的依据，峰的形状则可求得热效应的动力学参数；试样在升温或降温过程中的物理化学变化是试样本身的热特性，相对应差热曲线也具有其本身特性，借此可以判定物质的组成及反应机理。
优先考虑的是峰位置及峰面积，根据峰位置定性鉴别物质，测出反应峰的面积可求出ΔH，从而确定反应物质的名称及含量七、什么是差示扫描量热分析（英文缩写）？Differential Scanning C alorimetry，DSC)差示扫描量热法(DSC)是在程序控制温度下，测量输给试样和参比物的功率差与随温度间关系的一种技术八、差示扫描量热分析仪有哪两种类型?各自的特点?这种技术可分为功率补偿式差示扫描量热法和热流式差示扫描量热法。
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
(2)如果差热峰的对称性好，可作等腰三角形处理，用峰高 乘以半峰宽峰高1/2处的宽度的方法求面积。 (3)剪纸称重法，若记录纸厚薄均匀，可将差热峰剪下来， 在分析天平上称其质量，其数值可以代表峰面积。
33
峰面积的计算
DTA峰面积的确定（基线有偏移 ） 1)分别反应开始前和反应终止后的基线延长线，它们离开 基线的点分别是Ta和Tf，联结Ta，Tp，Tf各点，便得峰面积， 这就是ICTA(国际热分析协会)所规定的方法。
14
测温热电偶的基本原理
构成差热电偶的材料为镍铬合金或铂铑合金，较常用的为铂 铑合金热电偶。取直径相同、长度相等的铂丝两根，取直径 与铂丝相等而长度适中的铂--铑合金丝一段，在弧光焰上， 将铂--铑合金丝的两端分别焊接于两根铂丝上，这样就制成 了铂－铂铑差热电偶。
15
测温热电偶的基本原理
16
差热分析仪器结构
8
测温热电偶的基本原理
由物理学得知，在金属中存在着许多自由电 子，这些电子能够在金属离子构成的晶体点 阵里自由移动，即作不规则的热运动。在通 常的温度下，电子虽然作热运动，却不会从 金属中逸出。电子要从金属中逸出，就得消 耗一定的功，这个功叫做逸出功。
9
测温热电偶的基本原理
当两种金属接触时，不规则热运动的电子将从一种金属转移 到另一种金属中去。假定有两种金属A和B，假定电子从金属 A中逸出的功大于由金属B中逸出的功，即VA＞VB 。电子就 会从金属B中逸出而转移到金属A中。金属A中有过多的电子， 金属B中的电子少。金属A带负电，而金属B带正电。两金属 间就产生电位差VAB。电位VAB的存在，就出现一个电场。电 场阻止电子继续迁移到金属A中。电位差VAB 等于VB 与VA之 差，即：
34
物质产生热效应（吸热和放热）的原因
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峰面积的计算
DTA峰面积的确定（基线有偏移 ） 1)分别反应开始前和反应终止后的基线延长线，它们离开 基线的点分别是Ta和Tf，联结Ta，Tp，Tf各点，便得峰面积， 这就是ICTA(国际热分析协会)所规定的方法。
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测温热电偶的基本原理
构成差热电偶的材料为镍铬合金或铂铑合金，较常用的为铂 铑合金热电偶。取直径相同、长度相等的铂丝两根，取直径 与铂丝相等而长度适中的铂--铑合金丝一段，在弧光焰上， 将铂--铑合金丝的两端分别焊接于两根铂丝上，这样就制成 了铂－铂铑差热电偶。
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测温热电偶的基本原理
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差热分析仪器结构
8
测温热电偶的基本原理
由物理学得知，在金属中存在着许多自由电 子，这些电子能够在金属离子构成的晶体点 阵里自由移动，即作不规则的热运动。在通 常的温度下，电子虽然作热运动，却不会从 金属中逸出。电子要从金属中逸出，就得消 耗一定的功，这个功叫做逸出功。
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测温热电偶的基本原理
当两种金属接触时，不规则热运动的电子将从一种金属转移 到另一种金属中去。假定有两种金属A和B，假定电子从金属 A中逸出的功大于由金属B中逸出的功，即VA＞VB 。电子就 会从金属B中逸出而转移到金属A中。金属A中有过多的电子， 金属B中的电子少。金属A带负电，而金属B带正电。两金属 间就产生电位差VAB。电位VAB的存在，就出现一个电场。电 场阻止电子继续迁移到金属A中。电位差VAB 等于VB 与VA之 差，即：
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物质产生热效应（吸热和放热）的原因
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
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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
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35
36
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(3) 结晶度测定
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39
40
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(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
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NB p83/CoCl2 交联后 NB p83/CoCl2 交联前 纯NB p83
课件热分析
催化剂活性评价
利用热分析技术可以评价催化剂在化学反应中的活性表现 ，了解催化剂对反应速率和选择性的影响，为催化剂的筛 选和改性提供参考。
工业生产过程控制中的应用
产品质量控制
通过热分析技术可以对工业生产过程中的产品质量进行实时监控， 了解产品的成分、结构和性能等信息，确保产品质量符合标准要求 。
工艺过程优化
04 差示扫描量热法
CHAPTER
差示扫描量热法原理
热流型差示扫描量热法
在程序控制温度下，测量输入到物质和参比物的功率差与温 度的关系。
功率补偿型差示扫描量热法
在程序控制温度下，测量输入到物质和参比物的功率差与温 度的关系，但试样和参比物分别放在试样支持器和参比物支 持器上，通过差热放大电路和差动热量补偿放大器，使流入 补偿电热丝的电流发生变化。
实验条件与样品制备
实验条件
温度范围、升温速率、气氛等。
样品制备
样品用量、粒度、装样方式等。
数据处理与结果分析
要点一
数据处理
基线处理、峰识别、峰面积计算等。
要点二
结果分析
通过比较样品的DSC曲线与标准曲线或已知物质的DSC曲 线，可以确定样品的热性质，如熔点、结晶温度、玻璃化 转变温度等。同时，还可以根据峰面积计算样品的热焓变 化。
课件热分析
目录
CONTENTS
• 热分析概述 • 热重分析法 • 差热分析法 • 差示扫描量热法 • 热机械分析法 • 热分析技术应用实例
01 热分析概述
CHAPTER
热分析定义与目的
定义
热分析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。
目的
通过对物质在加热或冷却过程中 的物理和化学变化的研究，揭示 物质的组成、结构、性质以及变 化规律。
利用热分析技术可以评价催化剂在化学反应中的活性表现 ，了解催化剂对反应速率和选择性的影响，为催化剂的筛 选和改性提供参考。
工业生产过程控制中的应用
产品质量控制
通过热分析技术可以对工业生产过程中的产品质量进行实时监控， 了解产品的成分、结构和性能等信息，确保产品质量符合标准要求 。
工艺过程优化
04 差示扫描量热法
CHAPTER
差示扫描量热法原理
热流型差示扫描量热法
在程序控制温度下，测量输入到物质和参比物的功率差与温 度的关系。
功率补偿型差示扫描量热法
在程序控制温度下，测量输入到物质和参比物的功率差与温 度的关系，但试样和参比物分别放在试样支持器和参比物支 持器上，通过差热放大电路和差动热量补偿放大器，使流入 补偿电热丝的电流发生变化。
实验条件与样品制备
实验条件
温度范围、升温速率、气氛等。
样品制备
样品用量、粒度、装样方式等。
数据处理与结果分析
要点一
数据处理
基线处理、峰识别、峰面积计算等。
要点二
结果分析
通过比较样品的DSC曲线与标准曲线或已知物质的DSC曲 线，可以确定样品的热性质，如熔点、结晶温度、玻璃化 转变温度等。同时，还可以根据峰面积计算样品的热焓变 化。
课件热分析
目录
CONTENTS
• 热分析概述 • 热重分析法 • 差热分析法 • 差示扫描量热法 • 热机械分析法 • 热分析技术应用实例
01 热分析概述
CHAPTER
热分析定义与目的
定义
热分析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。
目的
通过对物质在加热或冷却过程中 的物理和化学变化的研究，揭示 物质的组成、结构、性质以及变 化规律。
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；
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
热分析1.什么是热分析？热分析程序温度下，测物质的物理性质与温度关系的一类技术只要将总定义中的物理性质代换成诸如质量、温差等物理量，就很容易得到各种热分析方法的定义热重法程序温度下，测量物质的质量与温度关系的技术差热分析程序温度下，测物质和参比物的温度差与温度关系的技术2.热分析包括：差示扫描热量法差热分析热重法3.热重（TG）基本原理在程序温度（升／降／恒温及其组合）过程中,观察样品的质量随温度或时间的变化过程。
应用：质量变化热稳定性分解温度组分分析脱水腐蚀/氧化还原反应动力学4.同步热分析的优势样品的TG(质量变化) 和DSC(热量) 效应可以在一次测量中完成•缩短测试时间•确保了测试结果的可比性不会受测试条件的影响不会受样品制备的影响不会受材料的不均一性的影响5.常规 DTA测量方法恒定加热速率时，测样品温度的变化速率通常T稳速上升，熔化或吸/放热反应T平台参比物：在所测范围内不发生任何热效应记录样品与参比物之间的温差Al2O36.DSC 基本原理及应用在程序温度（升／降／恒温及其组合）过程中，测量样品与参考物之间的热流差，以表征所有与热效应有关的物理变化和化学变化。
7.第一次升温 ：● 玻璃化转变在转变区域往往伴随有应力松弛峰● 热固性树脂：若未完全固化，第一次升温Tg 较低，伴有不可逆的固化放热峰 ● 部分结晶材料：计算室温下的原始结晶度 ● 吸水量大的样品（如纤维等）：往往伴有水分挥发吸热峰，可能掩盖样品的特征转变高分子材料的二次升温● 玻璃化转变：消除了应力松弛峰，曲线形状应用：• 玻璃化转变 • 熔融、结晶 • 熔融热、结晶热 • 共熔温度、纯度 • 物质鉴别 • 相容性• 热稳定性、氧化稳定性 • 反应动力学 • 热力学函数 • 液相、固相比例典型而规整●热固性树脂（未完全固化）：玻璃化温度一般会提高。
●部分结晶材料：经过特定冷却条件（结晶历史）研究结晶度、晶体熔程／熔融热焓与结晶历史关系。
热分析PPT课件
热力学基础知识
热力学系统
研究对象，与周围环境有能量和 物质交换的体系
状态函数
描述系统状态的物理量，如温度、 压力、体积等
热力学第一定律
能量守恒定律在热力学中的应用， 表达式为ΔU=Q+W
热力学第二定律
热量不可能自发地从低温物体传 到高温物体，表达为ΔS≥0
热分析方法分类与特点
差热分析（DTA）
在程序控制温度下，测量物质与参比物之间的温度差随温 度变化的技术
06
热分析技术在材料科学中应用
材料性能表征与评估
热重分析（TGA）
通过测量材料在升温过程中的质量变化，研究其热稳定性、分解温 度、氧化稳定性等。
差热分析（DTA）
记录样品与参比物之间的温度差随温度变化的曲线，用于研究材料 的热效应、相变、反应动力学等。
差示扫描量热法（DSC）
测量样品与参比物之间的功率差随温度变化的曲线，用于研究材料 的熔点、结晶度、玻璃化转变温度等。
材料相变过程研究
01
相变温度的确定
通过热分析方法确定材料的固固相变、固-液相变、液-气相变 等相变温度。
02
相变动力学研究
03
相变机理探讨
研究材料在相变过程中的动力学 行为，如相变速率、相变活化能 等。
结合热分析数据与其他表征手段， 探讨材料相变的机理和影响因素。
材料老化、失效预测和寿命评估
热氧化稳定性评估
数据处理
将实验数据导入计算机，利用相关软件进行数据处理和 分析，如绘制热机械曲线、计算热膨胀系数等。
应用实例及优缺点分析
应用实例
研究材料的热稳定性、热膨胀性、相变等。
优点
可测量物质在宽温度范围内的热机械性能，提供丰富 的信息；实验操作简单，结果可靠。
热分析原理学习课件
T=（） 其中是时间，则
F=f（T）或f（）
热分析原理学习
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（ΔH），热力学的基本公 式是： ΔG=ΔH-TΔS
存在三种情况：ΔG<0，ΔG=0，ΔG>0 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
图17-9 带光敏元件的热重法 装置——热天平示意图
热分析原理学习
图10 聚酰亚胺在不同气氛中的TG曲线
热分析原理学习
微商热重（DTG）曲线
热重曲线中质量（m）对时间（t）进行一次微商从而得到dm/dt-T（或 t）曲线，称为微商热重（DTG）曲线。
它表示质量随时间的变化率（失重速率）与温度（或时间）的关系； 相应地称以微商热重曲线表示结果的热重法为微商热重法。
典型的DSC曲线
典型的差示扫描量热（DSC） 曲线以热流率（dH/dt）为纵 坐标、以时间（t）或温度（T） 为横坐标，即dH/dt-t（或T） 曲线。 曲线离开基线的位移即代表样 品吸热或放热的速率（mJ·s1），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。
热分析原理学习
热重法的应用
无机物及有机物的脱水和吸湿； 升华过程；
无机物及有机物的聚合与分解； 液体的蒸馏和汽化；
矿物的燃烧和冶炼；
吸附和解吸；
金属及其氧化物的氧化与还原； 催化活性研究；
物质组成与化合物组分的测定； 固态反应；
煤、石油、木材的热释；
F=f（T）或f（）
热分析原理学习
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（ΔH），热力学的基本公 式是： ΔG=ΔH-TΔS
存在三种情况：ΔG<0，ΔG=0，ΔG>0 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
图17-9 带光敏元件的热重法 装置——热天平示意图
热分析原理学习
图10 聚酰亚胺在不同气氛中的TG曲线
热分析原理学习
微商热重（DTG）曲线
热重曲线中质量（m）对时间（t）进行一次微商从而得到dm/dt-T（或 t）曲线，称为微商热重（DTG）曲线。
它表示质量随时间的变化率（失重速率）与温度（或时间）的关系； 相应地称以微商热重曲线表示结果的热重法为微商热重法。
典型的DSC曲线
典型的差示扫描量热（DSC） 曲线以热流率（dH/dt）为纵 坐标、以时间（t）或温度（T） 为横坐标，即dH/dt-t（或T） 曲线。 曲线离开基线的位移即代表样 品吸热或放热的速率（mJ·s1），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。
热分析原理学习
热重法的应用
无机物及有机物的脱水和吸湿； 升华过程；
无机物及有机物的聚合与分解； 液体的蒸馏和汽化；
矿物的燃烧和冶炼；
吸附和解吸；
金属及其氧化物的氧化与还原； 催化活性研究；
物质组成与化合物组分的测定； 固态反应；
煤、石油、木材的热释；
热分析
二、实验条件的影响
1.升温速率 影响峰的形状、位臵和相邻峰的分辨率。 升温速率越大，峰位向高温方向迁移，峰变尖 锐。使试样分解偏离平衡条件的程度也大，易使 基线漂移 , 并导致相邻两个峰重叠，分辨力下降。 慢的升温速率，基线漂移小，使体系接近平衡 条件，得到宽而浅的峰，也能使相邻两峰更好地 分离，因而分辨力高。但测定时间长，需要仪器 的灵敏度高。
K Tc exp CS
t Ta
反应终点C以后，ΔT将按指数函数衰减直至 ΔTa（基线）
(三)
将式积分整理后得到
c a
H Cs [Tc Ta ] K [T Ta ]dt 由于差热曲线从反应终 点c返回到基线的积分 表达式可表示为: Cs [Tc Ta ] K [T Ta ]dt
dTR dTR CR CS KTa dt dt
dTR CS K TW TR KTa dt
由上式可得：
dT dH CS K T Ta dt dt
(一)
在峰顶b点处，
dT 0 dt
1 dH Tb Ta K dt
dH K Tb Ta dt
随升温速率的增大，相邻峰间的分辨率下降。 采用高的升温速率有利于小的相变的检测，提 高了检测灵敏度。
2. 气氛的影响
不同性质的气氛如氧化性、还原性和惰 性气氛对DTA曲线的影响是很大的。 如：在空气和氢气的气氛下对镍催化剂 进行差热分析，所得到的结果截然不同 （见图）。在空气中镍催化剂被氧化而 产生放热峰。
差热分析仪
差热分析仪的组成 加热炉 温差检测器 温度程序控制仪 信号放大器 记录仪 气氛控制设备
（1）加热炉
——炉内有均匀温度区，使试样均匀受热； ——程序控温，以一定速率均匀升（降）温，控 制精度高； ——电炉热容量小，便于调节升、降温速度； ——炉子的线圈无感应现象，避免对热电偶电流 干扰； ——炉子体积小、重量轻，便于操作和维修。 ——使用温度上限1100℃以上，最高可达1800 ℃ 。
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。
08第四章 热分析
材料研究方法
热分析
△T的放大倍数和走纸速率的影响
增加△ T 的放大倍数，峰高将增大，仪 器能够感知更小的温度差，即提高了仪器 的灵敏度。 对于快速反应，尤其是紧邻的快速反应， 提高走纸速率能更明显地反映热反应的变
化过程。
材料研究方法
热分析
试样用量的影响
m a H A g S
• 试样用量少，峰的面积小，反应温度偏低。
材料研究方法
热分析
热分析技术的分类
• 热发声法：在程序控制温度下测量物质发出的声音与 温度关系的技术。 • 热传声法：在程序控制温度下测量通过物质的声波特 性与温度关系的技术。 • 热光学法：在程序控制温度下测量物质的光学特性与 温度关系的技术。 • 热电学法：在程序控制温度下测量物质的电学特性与 温度关系的技术。 • 热磁学法：在程序控制温度下测量物质的磁化率与温 度关系的技术。
峰的形状：热反应的速率。
峰的面积：吸收或释放的热量的多少。
基线的位置：样品与参比物的比热关系。
基线的长度：物质稳定存在的温度区间。
材料研究方法
热分析
差热曲线的解析
聚合物的DTA曲线示意图
材料研究方法
热分析
差热曲线上的特征点及其物理意义
放 热
(△T)a 0
a
吸 热
e
f
f′
p
材料研究方法
热分析
反应过程起始点的确定
第四章
热分析
材料研究方法
热分析
本章主要内容
第一节 热分析的基本概念 第二节 差热分析 第三节 热重分析
材料研究方法
热分析
第一节 热分析的基本概念
• 热分析的定义
• 热分析技术的分类
热分析
5 热分析5. 1 概述物质在温度变化过程中，往往伴随着微观结构和宏观物理、化学等性质的变化，宏观上的物理、化学性质的变化通常与物质的组成和微观结构相关联。
通过测量和分析物质在加热或冷却过程中的物理、化学性质的变化，可以对物质进行定性、定量分析，以帮助我们进行物质的鉴定，为新材料的研究和开发提供热性能数据和结构信息。
热分析方法是利用热学原理对物质的物理性能或成分进行分析的总称。
根据国际热分析协会（International Confederation for Thermal Analysis，缩写ICTA）对热分析法的定义：热分析是在程序控制温度下，测量物质的物理性质随温度变化的一类技术。
所谓“程序控制温度”是指用固定的速率加热或冷却，所谓“物理性质”则包括物质的质量、温度、热焓、尺寸、机械、升学、电学及磁学性质等。
热分析的发展历史可追溯到两百多年前。
1780年英国的Higgins在研究石灰粘结剂和生石灰的过程中第一次使用天平测量了实验受热时所产生的重量变化，1915年日本的本多光太郎提出了“热天平”概念并设计了世界上第一台热天平。
1899年，英国的Roberts和Austen采用两个热电偶反相连接，采用差热分析的方法直接记录样品和参比物之间的温差随时间变化规律；至二次大战以后，热分析技术得到了飞快的发展，20世纪40年代末商业化电子管式差热分析仪问世，60年代又实现了微量化。
1964年，Wattson和O’Nei11等人提出了“差示扫描量热”的概念，进而发展成为差示扫描量热技术，使得热分析技术不断发展和壮大。
经过数十年的快速发展，热分析已经形成一类拥有多种检测手段的仪器分析方法，它可用于检测的物质因受热而引起的各种物理、化学变化，参与各学科领域中的热力学和动力学问题的研究，使其成为各学科领域的通用技术，并在各学科间占有特殊的重要地位。
5.2 热分析技术的分类热分析是在程序控制温度下，测量物质的物理性质随温度变化的一类技术。
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1、 DTA仪器的主要组成：温度控制，转 换器（变换放大）气氛控制，显示记录， 数据处理。 温度控制的记录 记录仪 温差的记录 一般炉子升温速率在0.5—300k/min之间
(1)
差 热 分 析 电 炉 要 求
①炉内应有均匀的温度区，以使 试样受热均匀。 ②能一定速率的均匀升(降)温， 控温精度要高。 ③电炉的电容量要小，以便于调 节升降温速度。 ④炉子线圈应无感应现象，以防 对电热偶产生电流干扰。 ⑤炉子体积要小，质量要轻，以 便于操作和维修。
第四章 热分析
4.1概述 4.2热分析技术的分类 4.3（差示热分析方法）差热分析 4.4 差示扫描量热DSC（Differential Scanning Calorimetry） 4.5热重分析 4.6 热膨胀和热机械分析 4.7 高分子材料热性能的测试(补充)
电热丝炉 电炉的分类：按发热体 红外加热炉 高频感应加热炉 箱式炉 炉膛形式 球形炉 管状炉 炉子使用温度从900℃～2000℃，常用炉管 和发热体材料：镍铬丝、鏮钛丝、铂丝、 铂铑丝、钼丝、硅碳棒、钨丝。
陶瓷质 （2）坩埚 石英玻璃 刚玉质和钼、铂、钨
热电偶材料能产生较高的温差电 动势，并与温度呈线性系，测 温范围大。 热 （3） 电 在高温下不受氧化及腐蚀。 偶 要 电阻温度变化要小，导电率高， 求 物理稳定性好，能长期使用。 便于制造，机械强度高，价格宜。 热电偶材料有：铜-鏮铜，铁-鏮铜，镍铬镍铝（500℃～1000℃），铂-铂铑和铱-铱铑 （>1000℃）等。
（2）在对玻璃研究中，热分析主要应用于以 下方面： 研究玻璃形成的化学反应和过程。 测定玻璃的玻璃化转变温度与熔融行为。 研究高温下玻璃组分的挥发。 研究玻璃的结晶过程和测定结晶生长活化 能。 制作相图。 研究玻璃工艺中遇到的技术问题。 微晶玻璃的研究。
（3）在金属与合金材料上，DTA与DSC分析的主 要应用领域如下： 研究金属或合金的相变，用以测定熔点（或凝固 点）、制作合金的相图以及测定相变热等。 研究合金的析出过程。用于低温时效现象的解释。 研究过冷的亚稳态非晶金属的形成极其稳定性。 研究磁学性质（居里温度）的变化。 研究化学反应性，如化学热处理条件、金属或合 金的氧化及抗腐蚀性等。 测定比热容。
DTA：1899年英国学者，Robrts-Austen，用 差示热电偶测量温度，提出差示法.1940 年末商业化电子管式差热分析仪问世 DSC：1964年美国的Waston 和 Oneill 在DTA 技术的基础上发明了差示扫描量热法， 使热分析技术从定性到定量。 TG：热分析技术：1915年 ，日本东北大学本 多光太郎教授设计第一台热天平。
4.4.5 DSC DTA在高聚物研究中的应用
1 鉴定高聚物的组成（共聚物，共混物，交联， 加入物等） 2 测定高聚物的玻璃化温度，熔点等转变温度及 其转变潜热，从而测算过分子的结构参数。3 化 学动力学的研究 研究物质的化学反应速度，反应活化能等。为研 究聚合物的热降解热老化，聚合物反应的动力学。 4高聚物超分子结构的研究：如序态，取向，粘弹 性。 5 评定材料耐热性及探索热稳定性与结构的关系。 6 与其它分析仪器联用，研究物质结构和反应机 理等
（3）形态历史
（4）退火历史
聚合物熔融/结晶转变的研究
1. 2. 3. 4. 5. 结晶条件时熔点的影响 结晶形态对熔点的影响 晶片厚度对熔点的影响 聚合物多重熔融行为 历史效应对熔点的影响
结晶度和结晶动力学
两相聚合材料结构特征的研究
4.4.6 DTA DSC在无机材料中的应用
（1）一般DTA在硅酸盐水泥化学上的应用如 下： 焙烧前的原料分析。如确定原料中所含的 碳酸钙和碳酸镁的含量; 研究精细研磨的原料逐渐加温到1500℃形 成水泥熟料的物理化学过程； 研究水泥凝固后不同时间内水合产物的组 成即生成速率； 研究促进剂和阻滞剂对水泥凝固特性的影 响。
结晶转变温度 温度 玻璃化转变温度 结晶温度 熔融温度 氧化、分解温度
比热容 结晶热 溶化热 热化学数据 分解热 蒸发热 溶解热 吸附与解吸热 反应热
相对分子质量对Tg的影响
结晶度对Tg的影响 交联固化对 Tg的影响
样品历史效应对Tg的影响 （1）热历史
(2)应力历史
（3）试样结晶，纯度： 结晶度↑峰形更尖锐 高岭土变结晶600℃脱结晶水，低结晶560℃ （4）参比物：选择与试样导热系数尽可能 相近的参比物。
3.实验条件 （1）升温速度 升温速度↑更多反应将发生在相同的时间 内，峰高↑峰温↑峰形状尖 锐，灵敏度↑分辨率↓ 升温速度↓使相邻峰易于分开 高分子材料 高分子材料的松弛过程 5~20℃/min
4.3.5存在的缺陷 （1）DTA测量的温差△T 除与试样热量变化有 关外，尚与体系的热阻有关。热阻本身不是一 个确定量，与热传导系数和热容系数有关。因 而也就依试验条件（如温度范围，坩埚材质） 试样性质等。 （2）热差分析难以定量：但对试样的盛器， 材料在升温过程中热阻都是变的，因而当等速 升温时，试样的热效应和仪器上显示图形面积 之比往往不是常数，难以定量。 （3）在发生热效应时，试样与参比物及试样 周围的环境有较大的温差时，他们之间会进行 热传递，降低热效应测量的灵敏度和精确度。
(3)热电偶性能与位置：置于物料中心点，插 入试样和参比物应具有相同深度。 2.试样方面 （1）热容量和热导率变化： ①在反应前后，试样的热容量和热导率变化 ②在加热时，两者也会变。加速速率↑，灵 敏度↑，差热曲线基线随温度升高偏↑。
（2）试样的颗粒度,用量及装填密度 粒度↓反应速度↑峰温↓ 颗粒↓气体扩散↓峰温↑ 试验中粒度一致 用量↑热效应↑峰顶温度 滞后，掩盖邻近小峰 装填疏密：影响产物扩散速度和试样传热 快慢，因而影响DTA曲线形态，因而采用 紧密装填方式。
（2）炉内压力和气氛 外界压力↑热反应温度↑ 炉内气体与试样的热分解产物一致时， 分解反应温度↑ 静态气氛和动态气氛
4.3.4 DTA测试中三条假设： 把试样（S）和参比物（r）分别放在加热 均温块（W）中，使其处于相同热条件的位 置上，假定： （1）试样和参比物内部不存在温度分布， 试样和参比物与各自的容器温度都相等， 因而热电偶测温点在试样中的任何位置或 接触容器外侧，其效果都一样。 （2）试样的热容Cs，参比物热容Cr，均不 随温度变化。 （3）两容器和热源的热传导与温度差成正 比，比例系数（即传热系数）均为k，而且 k不随温度变化。
4.3.2 差热分析曲线 吸热向下 纵：温度差△T 放热向上 横:时间或温度
基线 峰 峰宽峰面积 外延起始点 （ＩＣＴＡ推荐的反应起始） 温度
4.3.3差热曲线的影响因素
1.仪器方面 （1）炉子的结构和尺寸：炉膛直径↓长度↑均温区 ↑，均温区温度梯度↓ （2）坩埚材料和形状： 金属热导性能好，基线偏离小，但灵敏度 材料 较低，峰谷较小。 非金属热导性能差，容易引起基线偏离。但 灵敏度高，少样品大峰谷。 形状：坩埚直径大，高度小，试样容易反应，灵 敏度 高，峰形也尖锐。
功率补偿型 二.差示扫描量热法 热流型 差示扫描量热法 热通式 功率补偿型差示扫描量热法是通过功率补 偿使试样与参比物温度始终处于动态零位平 衡状态，即使△T→0。
热流型差示扫描量热法主要通过测量加热 过程中试样吸收或放出的热量的流量达到 热分析的目的，有热反应时试样与参比物 仍存在温差。该法包括热流式和热通量式， 两者都是采用差热分析的原理。
4.1.2热分析仪器的主要组成部分： 热分析仪器通常由程序温度控制，气氛控制 物性测量单元，显示记录等四个部分所组成。 程序温度控制部分的作用是使样品在已知的 温度范围内进行程序温度控制（等速升温， 降温或恒温）。
它应尽量满足下列几点： （1） 有足够的均温区。即使样品所放置的 位置略有不同的，仍能使整个样品处在均 温区内。 如果炉膛的均温区不够或温度分布不均 都会造成基线的偏移，影响检测精度。 （2） 炉子的热容量要小，升降温要快。 （3） 炉温控制精度要高，以保证样品线性 升温或降温。
4.4 差示扫描量热DSC（Differential Scanning Calorimetry）
4.4.1 DSC的仪器原理 一、差示扫描量热DSC ：是在程序温度控 制下，测量输入到物质和参比物之间的功 率差与温度的关系的一种技术。按采取的 测量方法，可以分为热流型，差示扫描量 热法和功率补偿型差示扫描量热法。
4.4.4 差示扫描量热法温度和能量的校正 温度校正：选用不同温度点测定一系列标 准化合物的熔点。 H W V 能量校正： A
R
A：面积 △H：热焓 W：物重 V： 低的速度 R：记录仪的测试量程 引入比例常数：K 最终求得K 面积算： 剪纸称重法：机械求积仪法：三角形面积 法：数毫米六格法 量程校正:
4.1.1热分析的定义：在程序温度控制下， 测量物质的物理性质（参数）随温度变化 的一类技术。 程序温度：一般指线性升温或降温，也包 括恒温循环或线性升温与降温的组合。 物质：指试样本身和（或）试样的反应产 物，包括中间物。 物理性质：包括质量，温度，热焓，尺寸， 机械特性，声学特性，光学特性，电学特 性及磁学特性等。
4.4.2 DTA，DSC曲线图谱的物理意义。 1.基本图的模型：
氧化 dH/dt 结晶
玻璃化
熔融
分解 温度
4.4.3 DSC主要影响因素： （1）样品量 3—5mg 样品量多：两个峰易重叠，分辨率降 低，灵敏度上升 样品量少：两个峰分开，分辨率升高， 灵敏度下降
（2）升温速率 5-20℃/min （3）气氛：一般使用惰性气体：如N2 Ar He等 （4）参比物 （5） 试样池的材料与形态
光学 热光学法 特性 电学 热电学法 特性
简 称
磁学 热磁学法 特性
4.3（差示热分析方法）差热分析
4.3.1差热分析的原理。 差热分析（Differential Thermal Analysis DTA）：是在程序温度控制（升 温或降温）下，测量试样与参比物（热惰 性物质）之间的温度差与温度关系的一种 技术。