差热分析原理 ppt课件
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绪论
在热分析法中，物质在一定温度范围内发 生的变化，包括与周围环境作用而经历的 物理变化和化学变化（释放出结晶水和挥 发性物质，热量的吸收或释放，某些变化 还涉及到物质的增重或失重，发生热力学 变化、热物理性质和电学性质变化等）。 热分析法的核心：研究物质在受热或冷却 过程中产生的物理、化学性质的变迁速率 与温度以及所涉及的能量和质量变化之间 的关系。
熔化及结晶转变、氧化还原反应、 裂解反应等的分析研究、主要用于 定性分析。
差示扫描量热 法（DSC） 热重法（TG） 热机械分析法 （TMA） 动态热机械法 9 DMA） （
热量
研究范围与DTA大致相同，但能定 量测定多种热力学和动力学参数， -170-1500 如比热、反应热、转变热、反应速 度和高聚物结晶度等。
热分析应用范围
① 测量物质加热（冷却）过程中的物理性 质参数，如质量、反应热、比热等； ② 由这些物理性质参数的变化，研究物质 的成分、状态、结构和其它各种物理化学 性质，评定材料的耐热性能，探索材料热 稳定性与结构的关系，研究新材料、新工 艺等。
具体的研究内容有：熔化、凝固、升华、蒸发、 吸附、解吸、裂解、氧化还原、相图制作、物相 分析、纯度验证、玻璃化、固相反应、软化、结 晶、比热、动力学研究、反应机理、传热研究、 相变、热膨胀系数测定等。
12
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来自百度文库
能量和温度变化
差热仪炉子供给的热量为Q
试样无热效应时： QS QR TS=TR ΔT=0
试样吸热效应时：(Q－g)S QR TS＜TR ΔT＜0
试样放热效应时：(Q＋g)S QR TS＞TR ΔT＞0 以上的三种热量和温度的变化状态对应于DTA
曲线上的水平线、吸热峰和放热峰。
14
DAT仪器的基本结构
质量 尺寸、 体积 力学性 质
沸点、热分解反应过程分析与脱水 量测定等，生成挥发性物质的固相 20-1500 反应分析、固体与气体反应分析等。
膨胀系数、体积变化、相转变温度、 -150-1300 应力应变关系测定，重结晶效应分 析等。 -170-600 阻尼特性、固化、胶化、玻璃化等 转变分析，模量、粘度测定等。
7
热分析技术分类
按照测定的物理量，如质量、温度、热 量、尺寸、力学量、声学量、光学量、 电学量和磁学量等对热分析方法加以分 类，共有9类17种。 常用的有： 1）差热分析 2）差示扫描量热法 3）热重法 4）热机械和热膨胀法 ——称为热分析技术中的四大支柱，也
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几种主要热分析技术
热分析法 种类 差热分析法 （DTA） 测量物 理参数 温度 温度范围 （℃） 20-1600 应用范围
10
2 差热分析 （DTA）
Differential Thermal Analysis, DTA ——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术。 物质在受热或冷却过程中发生的物理变 化和化学变化伴随着吸热和放热现象。 如晶型转变、沸腾、升华、蒸发、熔融 等物理变化，以及氧化还原、分解、脱 水和离解等等化学变化均伴随一定的热 效应变化。差热分析正是建立在物质的 这类性质基础之上的一种方法。
3
——热分析技术
绪论
由于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、力学等性能 的变化，且宏观性能的变化又与微观变化 密切相关，因此就需要通过热分析技术来 研究两者之间的关联。 所谓热分析技术，就是研究材料在加热 或冷却过程中的物理、化学等性质的变化， 对物质进行定性、定量的分析和鉴定物质， 为新材料的研究和开发提供热性能数据和 结构信息。
通常由加热炉、温度控制系统、信号放大 系统、差热系统及记录系统等部分组成。
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 加热炉， 试样， 参比物， 测温热电偶， 温差热电偶， 测温元件， 温控元件。
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（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 ℃ 。 为提高仪器抗腐能力或试样需要在一定气氛下反应等， 可在炉内 抽真空或通以保护气。一般我们用氮气保护。
6
热物理性能变化的具体表现
1. 运输性质变化 2. 热力学性质变化（比热等） 3. 溶解（固相转变为液相） 4. 凝固（液相转变为固相） 5. 升华（固态直接转变为气态） 6. 凝华（气态直接转变为固态） 7. 相变 8. 热释电效应 9. 热分解和热裂解 10. 热稳定性能 ……
热分析
ppt课件
1
主要内容
1 2 3 4 5 绪论 差热分析 差示扫描量热法 热重分析 热膨胀和热机械分析
2
1 绪论
材料的物相组成 ——X射线衍射分析 试样的显微结构与成分研究 ——电子显微镜(TEM和SEM) 以上都是反映材料在定温下的性质，那么 关于材料在变温下的微观组织结构和相关 性能的变化该如何研究呢？
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热分析的定义
国际热分析协会(International Confederation for Thermal Analysis, ICTA) 的定义为：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。 程序控制温度：固定的升温或降温速率； 物理性质：质量、温度、热焓、尺寸、机 械、声学、电学、磁学等。
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差热分析的基本原理
1、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； 2、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 ：即试样侧 的温度在某一区间会变化，不跟随程序温度升 高，而是有时高于或低于程序温度，而参比物 一侧在整个加热过程中始终不发生热效应，它 的温度一直跟随程序温度升高； 3、两者之间就出现一个温度差，然后利用某 种方法把这温差记录下来，就得到了差热曲线， 再针对这曲线进行分析研究。
绪论
在热分析法中，物质在一定温度范围内发 生的变化，包括与周围环境作用而经历的 物理变化和化学变化（释放出结晶水和挥 发性物质，热量的吸收或释放，某些变化 还涉及到物质的增重或失重，发生热力学 变化、热物理性质和电学性质变化等）。 热分析法的核心：研究物质在受热或冷却 过程中产生的物理、化学性质的变迁速率 与温度以及所涉及的能量和质量变化之间 的关系。
熔化及结晶转变、氧化还原反应、 裂解反应等的分析研究、主要用于 定性分析。
差示扫描量热 法（DSC） 热重法（TG） 热机械分析法 （TMA） 动态热机械法 9 DMA） （
热量
研究范围与DTA大致相同，但能定 量测定多种热力学和动力学参数， -170-1500 如比热、反应热、转变热、反应速 度和高聚物结晶度等。
热分析应用范围
① 测量物质加热（冷却）过程中的物理性 质参数，如质量、反应热、比热等； ② 由这些物理性质参数的变化，研究物质 的成分、状态、结构和其它各种物理化学 性质，评定材料的耐热性能，探索材料热 稳定性与结构的关系，研究新材料、新工 艺等。
具体的研究内容有：熔化、凝固、升华、蒸发、 吸附、解吸、裂解、氧化还原、相图制作、物相 分析、纯度验证、玻璃化、固相反应、软化、结 晶、比热、动力学研究、反应机理、传热研究、 相变、热膨胀系数测定等。
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来自百度文库
能量和温度变化
差热仪炉子供给的热量为Q
试样无热效应时： QS QR TS=TR ΔT=0
试样吸热效应时：(Q－g)S QR TS＜TR ΔT＜0
试样放热效应时：(Q＋g)S QR TS＞TR ΔT＞0 以上的三种热量和温度的变化状态对应于DTA
曲线上的水平线、吸热峰和放热峰。
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DAT仪器的基本结构
质量 尺寸、 体积 力学性 质
沸点、热分解反应过程分析与脱水 量测定等，生成挥发性物质的固相 20-1500 反应分析、固体与气体反应分析等。
膨胀系数、体积变化、相转变温度、 -150-1300 应力应变关系测定，重结晶效应分 析等。 -170-600 阻尼特性、固化、胶化、玻璃化等 转变分析，模量、粘度测定等。
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热分析技术分类
按照测定的物理量，如质量、温度、热 量、尺寸、力学量、声学量、光学量、 电学量和磁学量等对热分析方法加以分 类，共有9类17种。 常用的有： 1）差热分析 2）差示扫描量热法 3）热重法 4）热机械和热膨胀法 ——称为热分析技术中的四大支柱，也
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几种主要热分析技术
热分析法 种类 差热分析法 （DTA） 测量物 理参数 温度 温度范围 （℃） 20-1600 应用范围
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2 差热分析 （DTA）
Differential Thermal Analysis, DTA ——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术。 物质在受热或冷却过程中发生的物理变 化和化学变化伴随着吸热和放热现象。 如晶型转变、沸腾、升华、蒸发、熔融 等物理变化，以及氧化还原、分解、脱 水和离解等等化学变化均伴随一定的热 效应变化。差热分析正是建立在物质的 这类性质基础之上的一种方法。
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——热分析技术
绪论
由于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、力学等性能 的变化，且宏观性能的变化又与微观变化 密切相关，因此就需要通过热分析技术来 研究两者之间的关联。 所谓热分析技术，就是研究材料在加热 或冷却过程中的物理、化学等性质的变化， 对物质进行定性、定量的分析和鉴定物质， 为新材料的研究和开发提供热性能数据和 结构信息。
通常由加热炉、温度控制系统、信号放大 系统、差热系统及记录系统等部分组成。
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 加热炉， 试样， 参比物， 测温热电偶， 温差热电偶， 测温元件， 温控元件。
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（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 ℃ 。 为提高仪器抗腐能力或试样需要在一定气氛下反应等， 可在炉内 抽真空或通以保护气。一般我们用氮气保护。
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热物理性能变化的具体表现
1. 运输性质变化 2. 热力学性质变化（比热等） 3. 溶解（固相转变为液相） 4. 凝固（液相转变为固相） 5. 升华（固态直接转变为气态） 6. 凝华（气态直接转变为固态） 7. 相变 8. 热释电效应 9. 热分解和热裂解 10. 热稳定性能 ……
热分析
ppt课件
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主要内容
1 2 3 4 5 绪论 差热分析 差示扫描量热法 热重分析 热膨胀和热机械分析
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1 绪论
材料的物相组成 ——X射线衍射分析 试样的显微结构与成分研究 ——电子显微镜(TEM和SEM) 以上都是反映材料在定温下的性质，那么 关于材料在变温下的微观组织结构和相关 性能的变化该如何研究呢？
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热分析的定义
国际热分析协会(International Confederation for Thermal Analysis, ICTA) 的定义为：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。 程序控制温度：固定的升温或降温速率； 物理性质：质量、温度、热焓、尺寸、机 械、声学、电学、磁学等。
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差热分析的基本原理
1、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； 2、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 ：即试样侧 的温度在某一区间会变化，不跟随程序温度升 高，而是有时高于或低于程序温度，而参比物 一侧在整个加热过程中始终不发生热效应，它 的温度一直跟随程序温度升高； 3、两者之间就出现一个温度差，然后利用某 种方法把这温差记录下来，就得到了差热曲线， 再针对这曲线进行分析研究。