热焓比热容

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热分析技术
热重分析
DTG curves for four standard coal samples heated in air
a) Lignite褐煤 b) Sub-bituminous亚无烟煤 c) High-volatility bituminous高挥发分沥青 d) Buckwheat anthracite某某无烟煤
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热分析技术
差热分析
典型的DTA曲线
——
图中基线相当于T=0，样品无热效应发生，向 上和向下的峰反映了样品的放热、吸热过程。
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热分析技术
差热分析
DTA curve for cement水泥 concrete混凝土
DTA curve for a nickelbased superalloy（镍基耐 高温合金）
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TG曲线
理想
T
实际
WБайду номын сангаас
DTG曲线 起始，最大反应速率， 终 止温度 很好地显示出重叠反应，以 区分各反应阶段 峰面积对应变化了的样品重 量，精确地进行定量分析 提供反应速率dW/dt
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影响TG曲线的因素
仪器因素
（1）升温速率 升温速率越大，热滞后越严重，易导致起始温 度和终止温度偏高，甚至不利于中间产物的测出.一般0.5 -6oC （2）气氛 根据样品性质和所要获得的信息选择气氛
样品因素
（1）样品量 用量大，因吸、放热引起的温度偏差大，且不利于热扩散和热 传递。根据天平灵敏度，尽可能使用少量试样 （2）样品粒度 粒度细，反应速率快，反应起始和终止温度降低，反应区 间变窄。粒度粗则反应较慢，反应滞后。 （3）装填方式 若紧密，试样颗粒间接触好，利于热传导，但不利于扩散 或气体。要求装填薄而均匀
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热分析技术 热分析历史
基本概念
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。 1915年日本的本多光太郎提出“热天平” 概念。 二战以后，热分析技术飞快发展。 40年代末商业化电子管式差热分析仪问世。 1964年提出“差示扫描量热”的概念。 热分析已经形成一类拥有多种检测手段的仪器分析方法。
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吸热过程显示向下的峰，放热过程显示向上的峰
热分析技术
差热分析
在DAT试验中，样品温度的变化是由于相转变或反应的 吸热或放热效应引起的。如 : 相转变，熔化，结晶结构的 转变，沸腾，升华，蒸发，脱氢反应，断裂或分解反应， 氧化或还原反应，晶格结构的破坏和其它化学反应。一般 说来，相转变、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。
Sample mass 30 mg, heating rate 20 oC min–1, argon atmosphere
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热分析技术
热重分析
基本原理： TG和DTG的测量都要依靠热天平，是在普通分析 天平上发展起来的，具有一些特殊要求的精密仪器 要求：
可加热及程序控温 高精度重量记录系统 在各种气氛和真空下进行测量 能与其它热分析方法联用
基本概念
• 热重分析
差热分析
差示扫描量热分析
用于研究物质的晶型转变、融化、升华、吸附等物
理现象以及脱水、分解、氧化、还原等化学现象。
快速提供被研究物质的热稳定性、热分解产物、热
变化过程的焓变、各种类型的相变点、玻璃化温度、 软化点、比热、纯度、爆破温度和高聚物的表征及结 构性能等。
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热分析技术
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热分析技术
基本概念
热分析技术分类
物理性质 分析技术名称 热重法TG 质量 温度 焓 导数热重量法DTG 逸出气体分析法EGA 差热分析DTA 差示扫描量热法DSC 物理性质 尺寸 力学特性 光学特性 电学特性 磁学特性 分析技术名称 热膨胀法 热机械分析 热光学法 热电学法 热磁学法
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热分析技术
热重分析
热重分析 Thermogravimetric Analysis
热重分析（TG）：在程序控制温度下测量获得物质的质量与 温度关系的一种技术。 由TG实验获得的曲线，称热重曲线 微商热重分析(导数热重分析)(DTG)：热重曲线对温度(时间) 的导数 特点：定量性强，能准确测定物质的质量变化和变化速率， 不管引起这种变化的是化学的还是物理的
热分析技术
Thermal Analysis Techniques
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热分析技术
基本概念
热分析技术
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：指用固定的速率加热或冷却。 一般指线性升温, 线性降温，当然也包括恒温。
物质：指试样或试样的反应产物
物理性质：包括物质的质量、温度、热焓、尺 寸、机械、声学、电学及磁学性质等。
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热分析技术
差热分析
差热分析法 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。 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 时间的函数连续记录下来，就得到了差热分析曲 线。用于差热分析的装置称为差热分析仪。
许多物质在加热过程中常伴随质量的变化，这种变化过程 有助于研究晶体性质的变化，如熔化、蒸发、升华和吸附等物 质的物理现象，也有助于研究物质的脱水、解离、氧化、还原 等物质的化学现象。
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热分析技术
热重分析
TG (A) and DTG (B) curves for calcium oxalate monohydrate
随着温度的增加，试样产生了热效应 ( 例如相转变 ) ， 则与参比物间的温差变大，在 DTA 曲线中表现为峰。显然， 温差越大，峰也越大，试样发生变化的次数多，峰的数目 也多，所以各种吸热和放热峰的个数、形状和位置与相应 的温度可用来定性地鉴定所研究的物质，而峰面积与热量 的变化有关，因此可用来半定量测定反应热。
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热分析技术
差热分析
DTA曲线的解析
含水矿物的脱水 ——吸附水脱水温度：100－110℃ 。 ——层间结合水：400℃内，大多数200或300℃内。 ——结构水：400 ℃左右。 ——结晶水：500 ℃内，分阶段脱水。 矿物分解放出气体 CO2、SO2等气体的放出 ——吸热峰 氧化反应 ——放热峰 非晶态物质的析晶 ——放热峰 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