第七讲热分析资料.

利用综合热分析曲线鉴定矿物或解释峰谷产生原
因时，可查阅有关标准图谱。
参考书： 1.«矿物差热分析鉴定手册» 黄伯龄编著 2.«矿物热分析粉晶分析相变图谱手册» 陈国玺 张月明编著
热分析定义
热分析：是在程序控温下测量物质物理性质与温度关 系的一类方法的统称。
线性升温或降温， 也包括恒温，循环 或非线性升温，降 温。
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。
热分析主要方法
多种多样，根据国际热分析协会(ICTA)的归纳和分类，共分9类17种。其中，差热分析、热 重分析、示差扫描量热分析和热机械分析应用得最为广泛——热分析四大支柱。
-10
-15
TG/%
-20
DTA/(mg/min) -25
-30
-35 200 400 600 800 1000
T/℃
Mg0.5Zn0.5O粉体凝胶的TG-DTA曲线
Weight(%) Temperature Difference(0C)
4
100ຫໍສະໝຸດ Baidu
4950C
90
80 2
70
60
1760C
50
40
11000C
热流法
激光闪射法
测量物理与化学过 程（相转变，化学 反应等）产生的热
效应; 比热测量
测量由分解、挥 发、气固反应等 过程造成的样品 质量随温度／时
间的变化
测量样品的维度变 化、形变、粘弹性 、相转变、密度等
测量介电常数、损 耗因子、导电性能 、电阻率（离子粘 度）、固化指数（
交联程度）等
逸出气分析
(EGA – MS, FTIR)
第三部分：热分析技术
Thermal Analysis
1
绪论
三种基本、常用性能测试手段： X射线物相分析 + 电子显微分析 + 热分析
物相、结构
形貌、结构、成分微区分析
①结果的分析 ②静态分析
热分析——加热或冷却过程的物理、化学变化。
①过程分析
②动态
案例 ：
TG/% TG/%
DTA/(mg/ml) DTA/(mg/ml)
物理 热分析技术
性质
名称
缩写
质量 温度
热量
力学 特性
热重分析法
差热分析
示差扫描量 热法 热机械分析
（形变与温度的关系）
TG
Thermogravimetry
DTA
Differential Thermal Analysis
DSC
Differential Scanning Calorimetry
TMA
Thermomechanical Analysis
0
30
20 -2
200 400 600 800 1000 1200
Temperature(0C)
溶胶-凝胶低温燃烧法制备的1% Cr3+:Al2O3干凝胶的TG–DTA曲线
DSC/mW/mg TG/%
DSC/mW/mg TG/%
10
8
6
4
2
0 93
-2
0
200
454 415.3
400
600
Temperature/oC
历史
差热分析由勒夏忒列(Le châtelier)1887年创立，之后RobersAusten1899年（罗波斯－奥斯丁）Borsma1955年(博尔斯梅)进 行了改进
差示扫描量热法（DSC）由watton和 O’ Neil在1964年提出，之后 由P－E公司研制出功率补偿型差示扫描量热仪
热重（TG）1915年由本多光太郎提出
Furnace
Ba la nc e
光源 记录系统
——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。
§5.1 热重分析 §5.2 差热分析 §5.3 示差扫描量热法
一、热重法（TG）
热重法(Thermogravimetry, TG)是在程序控温下 ，测量物质的质量与温度或时间的关系的方法，通 常是测量试样的质量变化与温度的关系。
10 0
-10 -20 -30 -40 -50 -60 -70
0
10
8
6
4
2
0
-2
-4
a
-6
b
-8
-10
-12
-14 100 200 300 400 500 600 700 800
T/℃
ZnO粉体凝胶的TG-DTA曲线
10 0
-10 -20 -30 -40 -50 -60 -70 -80
0
10
5
0
-5
1. 基本概念： △m 质量变化 dm/dt 质量变化/分解的速率 DTG TG曲线对时间坐标作一次微
分计算得到的微分曲线 DTG 峰 质量变化速率最大点，作为
质量变化/分解过程的特征温度
2. TG 曲线
图中所示的反应单从 TG 曲线上看，有点像一个单一步骤的过程
Sample
热重分析仪（TG）原理图
现代商品热分析仪由温度控制系统、气氛控制系 统、测量系统和记录系统组成。
各种不同的热分析仪的区别主要在于测量系统的传感器. 现代热分析仪一般集热重、差热及差示扫描量热法于一 身，并采用程序控制及数字数据采集和处理方法。
热分析主要应用：
——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。
尺寸 热膨胀法
TD
在程序控温环境中测定试样尺寸变化对 温度或时间作图的一种方法。纵轴表示 试样尺寸变化，记录称热膨胀曲线。
热分析 (TA)
差热分析与差 示扫描量热法
(DTA, DSC)
热重分 析法
(TGA)
热机械分析法 (TMA)
热膨胀法 (DIL)
动态热机械分析法
介电分析法 导热系数仪
(DEA)
把试样置于程序可控加热或冷却的环境中， 测定试样的质量变化对温度或时间作图的方 法。记录称为热重曲线，纵轴表示试样质量
的变把化试。样和参比物（热中性体）置于相同 加热条件，测定两者温度差对温度或时 间作图的方法。记录称为差热曲线。
把试样和参比物置于相同加热条件，在程 序控温下，测定试样与参比物的温度差保 持为零时，所需要的能量对温度或时间作 图的方法。记录称为示差扫描量热曲线。
872 800
110 100 90 80 70 60 50 40 30 1000
2.0
110
100 1.5
90 304.4
1.0
80
0.5
0.0
172.2
-0.5
70
60
50 915.6
40
30
-1.0
200
400
600
800
1000
Temperature/ oC
柠檬酸法Nd:YAG前驱体的TG-DSC曲线 丙二酸法Nd:YAG前驱体的TG-DTA曲线