同步热分析仪1
操作步骤:
1.打开开关
3.开电脑 4.将机器升高,放压片
2.开机器
5.取下坩埚,放需要用 的坩埚,待稳定降下
6.打开软件 admin 7.点TG前的方块,run a Tare
8.点开Manual Programming
点Protective gas ,water flow ,变绿
9.开水开气
氩气(流量不能低于0.5):保护设备 氮气:保护样品
合金 AZ80 AZ80-2.0Ca
峰值11 430 456
峰值22 — 522
升温过程 峰值33 595 595
降温过程 峰值11 峰值22 417 — 425 500
峰值33 584 584
AZ80-2Ca
Endothermal
o 522 C
AZ80 430 C o heating up: 15 C/min
0 100 200 300 400
o o
AZ80-2Ca
425 C
o
500 C
o
合金相熔点,基体的溶解温度仍为595℃, 没有变化。图(b)中为降温过程热分析结果, 与升温过程曲线特征类似。
合金 ZK60 ZK60-0.5Er ZK60-1.0Er ZK60-2.0Er ZK60-3.0Er 峰值1 (℃)1 (℃) 618 619 620 622 622 峰值2 (℃)2 (℃) 416 510 510 510 510 峰值3 (℃)3 (℃) 326 416 416 — — 峰值4 (℃)4 (℃) — 326 326
DTA和DSC可用以研究聚合物的相变,测定结晶温度Tc、熔点Tm、结晶 相转变等物理变化,研究聚合物固化、交联、氧化、分解等反应,测定 聚合物玻璃化转变温度Tg,也可测定反应温度或反应温度区等反应动力 学参数。DSC是在程序温度下,测量物质与参比物的功率差值△W与温 度的函数关系。是和DTA在应用上相近而在原理上稍有改进的一种热分 析技术。 其改进之处是在试样和参比物下增加了两组补偿加热丝,当试样在加热 过程中由于热反应而和参比试样间出现温差 ΔT时,通过差热放大和差动 热量补偿使流入补偿丝的电流发生变化。当试样吸热时,补偿使试样一 边的电流立刻增大,反之,在试样放热时使参比物一边的电流增大,直 到两边达到热平衡,温差ΔT消失为止。换句话说,试样在热反应时发生 的热量变化,由于及时输入电功率而得到补偿。 DSC和DTA相比,在试 样发生热效应时 DTA中试样的实际温度已经不是程序升温时所控制的温 度(如试样在放热反应时会加速升温),而在DSC中试样的热量变化可 及时得到补偿,试样和参比物的温度始终保持一致,避免了参比物和试 样之间的热传递,因而仪器的热滞后现象小,出峰温度更接近实际温度, 且反应更灵敏,分辨率更高。
DSC –结晶温度与结晶热
430℃为AZ80镁合金中β- Mg17Al12相开
(a)
o 456 C
Exothermal
(b)
AZ80 417 C
o
584 C
o
始溶解的温度,595℃为合金基体的溶解 温度,而AZ80-2.0Ca镁合金比AZ80镁合 金多一个吸热峰,同时β- Mg17Al12相溶 解温度由430℃升至457℃,522℃为另一
unknown
595 C unknown
cooling: 15 C/min
100 200 300 400 500
o o
o
500
600
700
800
600
700
800
Temperature ( C)
Temperature ( C)
AZ80,AZ80-2.0Ca合金DSC曲线 (a) 升温过程 (b) 降温过程
0.15
0.14
622 C
0
Cooling rate: 3.0 C/min
o
0
0.13
0.12
618 C
0.11
0
ZK60-3Er 510 C 416 C
0 0
0.10
326 C
0
0.09
0.08 700 600 500
ZK60
400
0
300
200
Temperature, C
图 ZK60和ZK60-3.0 Er合金凝固过程的热分析曲线
10.升高机器,取下坩埚,放式样20mg左 右 待稳定,降下
11.读取TG第一格的质量,将此页面最小化 打开program experiments
12.打开上一个程序,出现的界面需要修改三个地方
名字(该组下的升温速率)、mass(11步中的质量)、升温速率
13.点开始,实验开始
关闭顺序:水→气→程序→设备开关→电脑→总开关
同步热分析仪
王冬晓
同 步 热 分 析 仪
主要功能:
DSC分析主要用于研究金属玻璃的显微结构中亚稳相的转变温度
以及转变动力学的特征分析
DAT常用来测定物质的熔化、金属与合金的相变、高聚物玻璃转 化的温度。
DMA主要应用于:玻璃化转变和熔化测试,二级转变的测试,频率
广泛应用于塑料、橡胶、涂料、药品、催化剂、无机材料、金属 材料与复合材料等各领域的研究开发、工艺优化与质量监控。 效应,转变过程的最佳化,弹性体非线性特性的表征,疲劳试验, 材料老化的表征,浸渍实验,长期蠕变预估等最佳的材料表征方案
DTA差热分析法(Differential Thermal Analysis)是以某种在一定实验温度下 不发生任何化学反应和物理变化的稳定物质(参比物)与等量的未知物在相同 环境中等速变温的情况下相比较,未知物的任何化学和物理上的变化,与 和它处于同一环境中的标准物的温度相比较,都要出现暂时的增高或降低。 降低表现为吸热反应,增高表现为放热反应。 在作差热鉴定时,是将与参比物等量、等粒级的粉末状样品,分放在两个 坩埚内,坩埚 的底部各与温差热电偶的两个焊接点接触,与两坩埚的等距 离等高处,装有测量加热炉 温度的测温热电偶,它们的各自两端都分别接 人记录仪的回路中 在等速升温过程中,温度和时间是线性关系,即升温的 速度变化比较稳定,便于准确地 确定样品反应变化时的温度。样品在某一 升温区没有任何变化,即也不吸热、也不放热 ,在温差热电偶的两个焊接 点上不产生温差,在差热记录图谱上是一条直线,已叫基线 。如果在某一 温度区间样品产生热效应,在温差热电偶的两个焊接点上就产生了温差, 从而在温差热电偶两端就产生热电势差,经过信号放大进入记录仪中推动 记录装置偏离基线而移动,反应完了又回到基线。吸热和放热效应所产生 的热电势的方向是相反的,所以反映在差热曲线图谱上分别在基线的两侧, 这个热电势的大小,除了正比于样品的数量外,还与物质本身的性质有关。
技术参数:
温度范围:-150℃ ~1750℃(可升级至2400℃) 程控升温速率:0 ~ 100K/min(全程) TG最大样品量:35/100g TG 分辨率:0.002 /0.02μg TG基线重复性:<10μg(室温~1750℃) DSC分辨率:1μW DTA分辨率:0.4μW 气路设计:3 路载气与 1 路辅助/反应气。配备电磁阀及MFC(质量流量 计),全部软件控制
许多物质在加热或冷却过程中会发生熔化、凝固、晶型转变、分解、化合、 吸附、脱附等物理化学变化。这些变化必将伴随体系焓的改变,因而产生 热效应。其表现为该物质与外界环境之间有温度差。选择一种对热稳定的 物质作为参比物,将其与样品一起置于可按设定速率升温的电炉中。分别 记录参比物的温度以及样品与参比物间的温度差。以温差对温度作图就可 以得到一条差热分析曲线,或称差热谱图。 如果参比物和被测物质的热容 大致相同,而被测物质又无热效应,两者的温度基本相同,此时测到的是 一条平滑的直线,该直线称为基线。一旦被测物质发生变化,因而产生了 热效应,在差热分析曲线上就会有峰出现。热效应越大,峰的面积也就越 大。在差热分析中通常还规定,峰顶向上的峰为放热峰,它表示被测物质 的焓变小于零,其温度将高于参比物。相反,峰顶向下的峰为吸收峰,则 表示试样的温度低于参比物。一般来说,物质的脱水、脱气、蒸发、升华、 分解、还原、相的转变等等表现为吸热,而物质的氧化、聚合、结晶、和 化学吸附等表现为放热。
物质的脱水、脱气、蒸发、 升华、分解、还原、相的 转变等等表现为吸热; 物质的氧化、聚合、结晶、 和化学吸附等表现为放热。
Temperature Difference, C/mg
图为ZK60和ZK60-3.0Er两种合金试样的 DTA曲线,α-Mg枝晶开始形成的温度分 别为622,621,620,619,618℃。随 着Er元素的含量增加,α-Mg枝晶数量增 加,促使合金晶粒细化,结合 Mg-Zn 二 元相图,图中放热峰值为 416 ℃ 为发生 共晶反应形成 Mg51Zn20 共晶相的温度, 该相为晶间化合物。在凝固过程中,当 温度降低至326℃时,Mg51Zn20相分解, MgZn2相形成,表中DTA结果可见,Er 的加入使共晶相凝固温度提升至 510 ℃ , 当Er含量超过1.0%(wt%.)时Mg51Zn20 相和MgZn2相的峰值消失。