第六章 热分析
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
四种常见的DTA热谱图如图3所示：
图中： 1与样品的二级转变有关，如聚合 物 的玻璃化转变； 2为放热峰，表征样品的冷结晶现 象； 3是吸热峰，是样品发生熔融、脱 水等 物理过程引起的； 4表示由氧化、交联、固化等过程 引起 的热效应； 5代表由分解等过程引起的热效 应．
二、影响DTA热谱图的因素 1. 升温速率
第六章 热分析及其应用
第一节 绪论 一、热分析的定义与分类
热分析(Thermal Analysis, TA)是一门多学科通用的分析测试 技术，其主要优点有：(1)样品可在很宽的温度范围内进行研究 并可使用各种温度程序，如不同的升、降温速率等；(2)样品 的物理形态无特殊要求，固态、液态或凝胶等均可：(3)需要 的样品量很少(0.1ug-10mg)；(4)样品所处的气氛可标准化；(5) 完成实验的时间范围很宽，可从几分钟到几小时；(6)仪器灵 敏度高，仪器的价格合理；(7)获取的信息多样。
3．仪器的标定 为了得到准确的实验结果，必须在试验前对所使用的DTA仪用两
种不同的标准物进行标定。试验温度必须在标定的温度范围之内， 用于DTA仪进行温度标定的标准物如表2所示。
4．差热分析的应用领域 差热分析仪的主要优点是可用于测量样品在高温下的热性质。
一 般 DTA 仪 的 工 作 温 度 可 达 15000C ， 超 高 温 DTA 的 炉 温 可 达 2400℃。DTA仪的结构比较简单，与DSC等热分析仪器相比，价格 比较便宜。DTA仪主要用于研究金属、陶瓷等无机材料的热性质。 与DSC相比，DTA的分辨率较低，测量的温度和热焰等参数的精确 度不如DSC高，试样用量也比较大．因此，在研究高聚物的热性质 时，DTA的应用不如DSC广泛。
热分析方法按测量的性质可分为11类，如表1所示．
二、热分析技术发展简史 最早发明和得到应用的热分析技术是热重法．公元前2500年．古埃及人留下
的壁画中就有火与天平的图案。14世纪时，欧洲人将热重法原理用于黄金的冶炼。 1915 年 ， 日 本 人 本 光 多 太 郎 制 作 了 第 一 台 热 天 平 ， 并 使 用 了 “ 热 天 平”(thermobalance)这一名词,“热分析”这一术语是1905年德国人Tamman在 《应用与无机化学学报》(Praktische und Inorganishe Chemie)上发表的论文中首 次提出的，后来被科学界所接受。第一台商品化的热天平是1945年在Chevenard 等工作的基础上设计和制作的。Cahn和Schultz于1963年将电子天平引入现代自 动热天平中．使仪器的灵敏度达到0.1ug，质量变化的精确度达到10-5。目前商品 化的热天平有美国TA、Mettler和Perkin-Elmer等公司推出的系列产品．
欧洲人在19世纪末采用热电偶、电阻温度计和光学高温计建立了精确的温度测 量方法． 1904年Kurnakov发明了转鼓式照相记录仪，制作了初始的DTA仪 器．此后40年间，DTA仪器主要用于研究陶瓷、土壤和地质，并逐步得到了完善 和改进。
20世纪60年代．美国Perkin-E1mer公司采用示差扫描量热法的原理及设计方案， 研制了功率补偿型示差扫描量热仪(DSC)，由于DSC能在全量程范围内给出准确 的热量变化、定量性和重复性好．因此得到了迅速发展．Dupont，Mettler和其 他一些热分析仪器制造公司相继开发了有自己特色的热流型DSC仪．如Dupont 910 DSC和Mettler DSC30等．
热分析方法在高聚物中的应用领域概括如下： ——高聚物的热分解或裂解行为 ——新型或未知高聚物的鉴别 ——释放挥发物的固态反应 ——聚合物的吸水性和脱水性 ——聚合物的热氧化降解 ——释放挥发物的反应动力学研究 ——聚合物中水、挥发分和灰分定量 ——吸附和解离曲线 ——聚合物的熔融温度和熔融热焓 ——结晶温度、结晶速率和结晶度的 测定 ——玻璃化转变现象 ——共聚物和共混物的分析
(2)研究聚合物的交联和降解 聚合物交联后，链段运动受阻，其表现为玻璃化转变温度升高； 聚合物降解后，分子量减小，其玻璃化温度降低．因此可以用玻璃 化转变温度变化的幅度来表征聚合物交联或降解的程度． 2．用于研究结晶聚合物 (1)测定聚合物的熔点Tm和平衡熔点T0m 熔点是物质从晶相到液相的转变温度．用DSC测定聚合物的熔点 具有简单、方便、快速、经济、准确等诸多优点，测量精度可达
常用的热分析方法有： 热重法(TG)、差热分析(DTA)、示差扫描量热法(DSC)、热机械分析(TM)和
动态力学分析法(DMA)等。
第二节 差热分析法
一、原理 差热分析(Differential thermal analysis,DTA)是在程序控温下测量试样与参比物 之间的温差与温度关系的一类技术．差热分析所依据的原理如图2所示．
第三节 示差扫描量热法
一、 原理 示差扫描量热法(Differential scanning calorimetry, DSC)是在程序
控温下测量输入样品和参比物的功率差与温度关系的一类技术．记 录的热谱图称之为DSC曲线，其纵坐标是试样与参比物的功率差dH ／dt，也称作热流率，单位为毫瓦(mw)，横坐标为温度(T，0C)或 时间(t)。
a．仪器的升温速率升温速率越快，玻璃化转变越明显，测得的Tg 值也越高;
b.推荐采用的升温速率为10-20℃·min; c.样品中残留的水分或溶剂等小分子化合物的存在有利于高聚物 分子链的松弛，使测定的Tg值偏低．试验前，应将样品烘干，彻底 除尽残留的水分或溶剂; d．具有不同热历史的同一样品，测得的Tg值不一样．为保证同 类样品玻璃化转变温度的可比性，需消除热历史的影响采用的方法 是将样品进行退火处理，退火温度应高于样品的玻璃化转变温度． 或通常采用第二次升温曲线。
PE DSC-7 Different Scanning Calorimeter
TA Q10 Instrument
三、 DSC在高聚物研究中的应用
1．用于研究非晶态聚合物
（1）玻璃化转变
非晶态聚合物的玻璃化转变是一种松弛现象，是高聚物从玻璃态
转变为高弹态的过渡阶段．在此阶段分子链段从冻结状态开始解
0.1℃．样品的性质、操作条件等是影响测定结果的主要因素．
升温速度越高、样品的用量越大， 则产生的热滞后越显著，测定的 熔点也越高．样品经退火、淬火 处理，或样品中含有溶剂、增塑 剂、填料等，都会对其熔点产生 一定的影响．
(2)测定聚合物的熔融热焓和结晶度
聚合物的结晶度对其物理性质，如模量、强度、硬度、脆性、 透气性、密度等有显著的影响．结晶度定义为聚合物的结晶 部分熔融所吸收的热量与100％结晶的同类聚合物熔融所吸收 的热量之比．结晶度也可定义为聚合物结晶所吸收的热量与 形成100％结晶所吸收的热量之比．从理论上讲．某一结晶样 品的熔融热焓 与其结H晶m 热焓 应相等，H但c 对大多数结晶聚 合物，用DSC测定的 总是稍大子H相m 应的 ，其差值大小H取c 决于样品的结晶速度和结晶平衡过程．通常都采用来计算结 晶度Xc：
Xc
Hm H 0m
100%
式中， H 0m为相同化学结构、100％结晶的同类样品的熔融热 焓． H 0m由以下四种方法获得：
冻．高聚物的玻璃化转变类似于热力学二级转变，表现为其比热容、
线膨胀系数和自由体积等都有一个突变。图7是玻璃化转变的DSC曲
线示意图．
图中A点是DSC曲线开始偏离垂
线的点，把前基线由A点往右外延，
前、后两垂线间的距离 C叫p 阶
差．从
1 2
C
p
的C点作DSC曲线的
切线，与前基线延长线交于B点。
国际热分析协会(ICTA)建议将B
DTA曲线的峰面积A与反应物的质量m和反应(或转变)的热效应 H有关：
A GmH K
式中．G为校正因子；K为导热系数。 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ样用量增加，固然能使峰变大，但同时使峰之间的分辨率
相应降低．因此要根据试样特性，选用适量样品．
(2)试样粒度 粒度较细的试样比表面积大，反应进行得较快，与粒度较大的样
品相比其DTA曲线峰值温度会有所降低。另外，不同粒度的试样， 其热传导会有一定差异，也会影响DTA曲线的形状。 (3)试样装填紧密程度的影响
当样品在程序升温(或降温)过程中产生吸热或放热的热效应时， 系统将针对一只炉子施加功率(能量)，以补偿样品发生的能量变化， 使系统始终保持在动态零位平衡状态，即T＝0，保持系统处于平 衡状态所需的功率与样品的能量变化值成绝对正比关系。
图5为典型DSC热谱图．吸热效应用凸起的峰值来表征(热焓增加)， 放热效应由反向的峰值表征(热焓减少)。
目前得到普遍认可的热分析的定义为： 热分析是在规定的气 氛中测量样品的性质随时间或温度的变化、并且样品的温度是 程序控制的一类技术．该定义是国际热分析协会(ICTA)(1992 年更名为国际热分析和量热学协会(ICTAC))于1977年提出的， 已被国际纯粹和应用化学委员会(IUPAC)和美国材料试验学会 (ASTM)相继接受。定义中样品的‘性质”包括质量变化、转 变与相变、热焓与比热的变化、结晶、熔融、吸附、尺寸改变、 机械性质以及光、声、电、磁学性质等。
点(Onset)温度取作为玻璃化转变
温度．Perkin-Elmer公司的DSC 7仪器，则将B点标为玻璃化转变起 始温度(Onset)，C点取作玻璃化转变温度Tg．也有把转变区间的 DSC曲线的拐点取作Tg的数据处理方法．图中D点有一异常小峰，D 点代表玻璃化转变终止温度。
由于玻璃化转变是一种非平衡过程，因此，操作条件对实验结果 有很大影响，主要影响因素有：
提高升温速率，会使体系反应的起始温度、峰顶温度和终止温度 升高．升温速度越快，反应滞后越显著，并将反应推向高温区以更 快的速度进行，使DTA热谱图中的峰幅变窄、峰变高。对于多阶反 应．慢速升温有利于各阶段反应的相互分离，使DTA曲线呈分离的 多重峰。同时，升温速度还影响试样内各部位的温度分布． 2．样品特性 (1)试样用量
三、热分析技术的应用领域
19世纪末20世纪初，热分析方法 主要用于研究黏土、矿物、金属等 ，冶金和陶瓷,热分析技术进行物质 鉴定和研究材料的相变和高温反应 等。20世纪中期以后，热分析技术 的应用逐渐扩展到无机化合物、络 合物、有机化合物和高分子化合物 等领域。近年来，在生物大分子领 域，热分析技术的应用越来越广泛 ，如用于研究生物膜的结构及蛋白 质的形态变化等。
根据测量方式的不同，DSC可分为两类：一类是“功率补偿型”， 美国Perkin-Elmer、日本理学电机和岛津等公司生产的热分析仪均 采用该方法；另一类是“热流型”，为美国TA和Mettler等公司所 采用。
功率补偿型DSC仪用两个炉子分别对样品和参比物进行内加热， 并采用铂电阻温度计测量炉温，如图4所示。
试样装填的紧密程度直接影响试样内部的热传导，试样与坩埚间 的热阻以及分解产物的排除．从而对DTA曲线产生影响．
此外试样的形态、热传导率和热历史等也会影响实验曲线的形状 和位置．因此，对于同一系列试样，每次实验要尽量保持相同的实 验条件，以取得可比的实验结果。
对于同类试样来说，选择的是惰性气体还是反应性气体，所得到 的实验结果完全不同．常用惰性气体有He、N2、Ar等，氧化性气 体有空气、O2，还原性气体有H2、CO等．气体的流速主要影响反 应温度、测温精度以及曲线基线等。
试样和参比物分别放在加热炉内相应的杯中．当炉子按某一程序 升温或降温时．测温热电偶测得参比物的温度Tr，并输入计算机， 并由计算机进行控制．差值热电偶测得试样和参比物之间的温差 ， 经放T大后输入到计算机，最后由绘图仪绘出DTA热谱图。
选用的参比物在测量温度范围内必须是惰性的，通常选用 A12O3．在试验过程中，若试样受热产生熔融、脱水、分解或相转 变时，将出现吸热效应，试样温度的上升将滞后于参比物，试样和 参比物间产生温差，在DTA热谱图上出现“低谷”。如试样发生结 晶、氧化等现象时，将产生放热效应，试样的温度高于参比物，在 DTA曲线上则出现“高峰”。
图中： 1与样品的二级转变有关，如聚合 物 的玻璃化转变； 2为放热峰，表征样品的冷结晶现 象； 3是吸热峰，是样品发生熔融、脱 水等 物理过程引起的； 4表示由氧化、交联、固化等过程 引起 的热效应； 5代表由分解等过程引起的热效 应．
二、影响DTA热谱图的因素 1. 升温速率
第六章 热分析及其应用
第一节 绪论 一、热分析的定义与分类
热分析(Thermal Analysis, TA)是一门多学科通用的分析测试 技术，其主要优点有：(1)样品可在很宽的温度范围内进行研究 并可使用各种温度程序，如不同的升、降温速率等；(2)样品 的物理形态无特殊要求，固态、液态或凝胶等均可：(3)需要 的样品量很少(0.1ug-10mg)；(4)样品所处的气氛可标准化；(5) 完成实验的时间范围很宽，可从几分钟到几小时；(6)仪器灵 敏度高，仪器的价格合理；(7)获取的信息多样。
3．仪器的标定 为了得到准确的实验结果，必须在试验前对所使用的DTA仪用两
种不同的标准物进行标定。试验温度必须在标定的温度范围之内， 用于DTA仪进行温度标定的标准物如表2所示。
4．差热分析的应用领域 差热分析仪的主要优点是可用于测量样品在高温下的热性质。
一 般 DTA 仪 的 工 作 温 度 可 达 15000C ， 超 高 温 DTA 的 炉 温 可 达 2400℃。DTA仪的结构比较简单，与DSC等热分析仪器相比，价格 比较便宜。DTA仪主要用于研究金属、陶瓷等无机材料的热性质。 与DSC相比，DTA的分辨率较低，测量的温度和热焰等参数的精确 度不如DSC高，试样用量也比较大．因此，在研究高聚物的热性质 时，DTA的应用不如DSC广泛。
热分析方法按测量的性质可分为11类，如表1所示．
二、热分析技术发展简史 最早发明和得到应用的热分析技术是热重法．公元前2500年．古埃及人留下
的壁画中就有火与天平的图案。14世纪时，欧洲人将热重法原理用于黄金的冶炼。 1915 年 ， 日 本 人 本 光 多 太 郎 制 作 了 第 一 台 热 天 平 ， 并 使 用 了 “ 热 天 平”(thermobalance)这一名词,“热分析”这一术语是1905年德国人Tamman在 《应用与无机化学学报》(Praktische und Inorganishe Chemie)上发表的论文中首 次提出的，后来被科学界所接受。第一台商品化的热天平是1945年在Chevenard 等工作的基础上设计和制作的。Cahn和Schultz于1963年将电子天平引入现代自 动热天平中．使仪器的灵敏度达到0.1ug，质量变化的精确度达到10-5。目前商品 化的热天平有美国TA、Mettler和Perkin-Elmer等公司推出的系列产品．
欧洲人在19世纪末采用热电偶、电阻温度计和光学高温计建立了精确的温度测 量方法． 1904年Kurnakov发明了转鼓式照相记录仪，制作了初始的DTA仪 器．此后40年间，DTA仪器主要用于研究陶瓷、土壤和地质，并逐步得到了完善 和改进。
20世纪60年代．美国Perkin-E1mer公司采用示差扫描量热法的原理及设计方案， 研制了功率补偿型示差扫描量热仪(DSC)，由于DSC能在全量程范围内给出准确 的热量变化、定量性和重复性好．因此得到了迅速发展．Dupont，Mettler和其 他一些热分析仪器制造公司相继开发了有自己特色的热流型DSC仪．如Dupont 910 DSC和Mettler DSC30等．
热分析方法在高聚物中的应用领域概括如下： ——高聚物的热分解或裂解行为 ——新型或未知高聚物的鉴别 ——释放挥发物的固态反应 ——聚合物的吸水性和脱水性 ——聚合物的热氧化降解 ——释放挥发物的反应动力学研究 ——聚合物中水、挥发分和灰分定量 ——吸附和解离曲线 ——聚合物的熔融温度和熔融热焓 ——结晶温度、结晶速率和结晶度的 测定 ——玻璃化转变现象 ——共聚物和共混物的分析
(2)研究聚合物的交联和降解 聚合物交联后，链段运动受阻，其表现为玻璃化转变温度升高； 聚合物降解后，分子量减小，其玻璃化温度降低．因此可以用玻璃 化转变温度变化的幅度来表征聚合物交联或降解的程度． 2．用于研究结晶聚合物 (1)测定聚合物的熔点Tm和平衡熔点T0m 熔点是物质从晶相到液相的转变温度．用DSC测定聚合物的熔点 具有简单、方便、快速、经济、准确等诸多优点，测量精度可达
常用的热分析方法有： 热重法(TG)、差热分析(DTA)、示差扫描量热法(DSC)、热机械分析(TM)和
动态力学分析法(DMA)等。
第二节 差热分析法
一、原理 差热分析(Differential thermal analysis,DTA)是在程序控温下测量试样与参比物 之间的温差与温度关系的一类技术．差热分析所依据的原理如图2所示．
第三节 示差扫描量热法
一、 原理 示差扫描量热法(Differential scanning calorimetry, DSC)是在程序
控温下测量输入样品和参比物的功率差与温度关系的一类技术．记 录的热谱图称之为DSC曲线，其纵坐标是试样与参比物的功率差dH ／dt，也称作热流率，单位为毫瓦(mw)，横坐标为温度(T，0C)或 时间(t)。
a．仪器的升温速率升温速率越快，玻璃化转变越明显，测得的Tg 值也越高;
b.推荐采用的升温速率为10-20℃·min; c.样品中残留的水分或溶剂等小分子化合物的存在有利于高聚物 分子链的松弛，使测定的Tg值偏低．试验前，应将样品烘干，彻底 除尽残留的水分或溶剂; d．具有不同热历史的同一样品，测得的Tg值不一样．为保证同 类样品玻璃化转变温度的可比性，需消除热历史的影响采用的方法 是将样品进行退火处理，退火温度应高于样品的玻璃化转变温度． 或通常采用第二次升温曲线。
PE DSC-7 Different Scanning Calorimeter
TA Q10 Instrument
三、 DSC在高聚物研究中的应用
1．用于研究非晶态聚合物
（1）玻璃化转变
非晶态聚合物的玻璃化转变是一种松弛现象，是高聚物从玻璃态
转变为高弹态的过渡阶段．在此阶段分子链段从冻结状态开始解
0.1℃．样品的性质、操作条件等是影响测定结果的主要因素．
升温速度越高、样品的用量越大， 则产生的热滞后越显著，测定的 熔点也越高．样品经退火、淬火 处理，或样品中含有溶剂、增塑 剂、填料等，都会对其熔点产生 一定的影响．
(2)测定聚合物的熔融热焓和结晶度
聚合物的结晶度对其物理性质，如模量、强度、硬度、脆性、 透气性、密度等有显著的影响．结晶度定义为聚合物的结晶 部分熔融所吸收的热量与100％结晶的同类聚合物熔融所吸收 的热量之比．结晶度也可定义为聚合物结晶所吸收的热量与 形成100％结晶所吸收的热量之比．从理论上讲．某一结晶样 品的熔融热焓 与其结H晶m 热焓 应相等，H但c 对大多数结晶聚 合物，用DSC测定的 总是稍大子H相m 应的 ，其差值大小H取c 决于样品的结晶速度和结晶平衡过程．通常都采用来计算结 晶度Xc：
Xc
Hm H 0m
100%
式中， H 0m为相同化学结构、100％结晶的同类样品的熔融热 焓． H 0m由以下四种方法获得：
冻．高聚物的玻璃化转变类似于热力学二级转变，表现为其比热容、
线膨胀系数和自由体积等都有一个突变。图7是玻璃化转变的DSC曲
线示意图．
图中A点是DSC曲线开始偏离垂
线的点，把前基线由A点往右外延，
前、后两垂线间的距离 C叫p 阶
差．从
1 2
C
p
的C点作DSC曲线的
切线，与前基线延长线交于B点。
国际热分析协会(ICTA)建议将B
DTA曲线的峰面积A与反应物的质量m和反应(或转变)的热效应 H有关：
A GmH K
式中．G为校正因子；K为导热系数。 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ样用量增加，固然能使峰变大，但同时使峰之间的分辨率
相应降低．因此要根据试样特性，选用适量样品．
(2)试样粒度 粒度较细的试样比表面积大，反应进行得较快，与粒度较大的样
品相比其DTA曲线峰值温度会有所降低。另外，不同粒度的试样， 其热传导会有一定差异，也会影响DTA曲线的形状。 (3)试样装填紧密程度的影响
当样品在程序升温(或降温)过程中产生吸热或放热的热效应时， 系统将针对一只炉子施加功率(能量)，以补偿样品发生的能量变化， 使系统始终保持在动态零位平衡状态，即T＝0，保持系统处于平 衡状态所需的功率与样品的能量变化值成绝对正比关系。
图5为典型DSC热谱图．吸热效应用凸起的峰值来表征(热焓增加)， 放热效应由反向的峰值表征(热焓减少)。
目前得到普遍认可的热分析的定义为： 热分析是在规定的气 氛中测量样品的性质随时间或温度的变化、并且样品的温度是 程序控制的一类技术．该定义是国际热分析协会(ICTA)(1992 年更名为国际热分析和量热学协会(ICTAC))于1977年提出的， 已被国际纯粹和应用化学委员会(IUPAC)和美国材料试验学会 (ASTM)相继接受。定义中样品的‘性质”包括质量变化、转 变与相变、热焓与比热的变化、结晶、熔融、吸附、尺寸改变、 机械性质以及光、声、电、磁学性质等。
点(Onset)温度取作为玻璃化转变
温度．Perkin-Elmer公司的DSC 7仪器，则将B点标为玻璃化转变起 始温度(Onset)，C点取作玻璃化转变温度Tg．也有把转变区间的 DSC曲线的拐点取作Tg的数据处理方法．图中D点有一异常小峰，D 点代表玻璃化转变终止温度。
由于玻璃化转变是一种非平衡过程，因此，操作条件对实验结果 有很大影响，主要影响因素有：
提高升温速率，会使体系反应的起始温度、峰顶温度和终止温度 升高．升温速度越快，反应滞后越显著，并将反应推向高温区以更 快的速度进行，使DTA热谱图中的峰幅变窄、峰变高。对于多阶反 应．慢速升温有利于各阶段反应的相互分离，使DTA曲线呈分离的 多重峰。同时，升温速度还影响试样内各部位的温度分布． 2．样品特性 (1)试样用量
三、热分析技术的应用领域
19世纪末20世纪初，热分析方法 主要用于研究黏土、矿物、金属等 ，冶金和陶瓷,热分析技术进行物质 鉴定和研究材料的相变和高温反应 等。20世纪中期以后，热分析技术 的应用逐渐扩展到无机化合物、络 合物、有机化合物和高分子化合物 等领域。近年来，在生物大分子领 域，热分析技术的应用越来越广泛 ，如用于研究生物膜的结构及蛋白 质的形态变化等。
根据测量方式的不同，DSC可分为两类：一类是“功率补偿型”， 美国Perkin-Elmer、日本理学电机和岛津等公司生产的热分析仪均 采用该方法；另一类是“热流型”，为美国TA和Mettler等公司所 采用。
功率补偿型DSC仪用两个炉子分别对样品和参比物进行内加热， 并采用铂电阻温度计测量炉温，如图4所示。
试样装填的紧密程度直接影响试样内部的热传导，试样与坩埚间 的热阻以及分解产物的排除．从而对DTA曲线产生影响．
此外试样的形态、热传导率和热历史等也会影响实验曲线的形状 和位置．因此，对于同一系列试样，每次实验要尽量保持相同的实 验条件，以取得可比的实验结果。
对于同类试样来说，选择的是惰性气体还是反应性气体，所得到 的实验结果完全不同．常用惰性气体有He、N2、Ar等，氧化性气 体有空气、O2，还原性气体有H2、CO等．气体的流速主要影响反 应温度、测温精度以及曲线基线等。
试样和参比物分别放在加热炉内相应的杯中．当炉子按某一程序 升温或降温时．测温热电偶测得参比物的温度Tr，并输入计算机， 并由计算机进行控制．差值热电偶测得试样和参比物之间的温差 ， 经放T大后输入到计算机，最后由绘图仪绘出DTA热谱图。
选用的参比物在测量温度范围内必须是惰性的，通常选用 A12O3．在试验过程中，若试样受热产生熔融、脱水、分解或相转 变时，将出现吸热效应，试样温度的上升将滞后于参比物，试样和 参比物间产生温差，在DTA热谱图上出现“低谷”。如试样发生结 晶、氧化等现象时，将产生放热效应，试样的温度高于参比物，在 DTA曲线上则出现“高峰”。