a 过慢 b 适宜 c 过快
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影响热重曲线的因素：仪器因素，实验因素，试样因素
试样因素
试样用量、粒度、热性质及装填方式 等。 ——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。 ——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。 ——装填紧密，试样颗粒间接触好， 利于热传导，但不利于扩散，要求 装填薄而均匀。
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5.3.5 应用
一、材料热稳定性的评价
1.热重曲线直接比较法 采用同样的试验条件 比较开始失重的温度
天平
传感器 尼及 天平复 位器
平衡锤
m 记录仪
T
热重分析仪原理精结品课构件 示意图
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5.3.3 热重曲线
热重曲线（TG）： 记录质量变化对温度 的关系曲线，纵坐标 是质量，横坐标为温 度或时间。
微商热重曲线 （DTG）：纵坐标为 dm/dt，横坐标为温 度或时间。
5.3 热重分析
Thermogravimetric Analysis
理学院郭敏杰
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5.3.1 热重法的定义和分类
热重法（TG）是在温度程序控制下，测量物质质量与温度 之间的关系的技术。定量性强，分为静态法和动态法 。
注意：定义为质量的变化而不是重量变化是基于在磁场作 用下，强磁性材料当达到居里点时，虽然无质量变化，却 有表观失重。而热重法则指观测试样在受热过程中实质上 的质量变化。
任何一种分析测量技术都必须考虑到测定结果的准确 可靠性和重复性。为了要得到准确性和复现性好的热 重测定曲线，就必须对能影响其测定结果的各种因素 仔细分析。
影响热重法测定结果的因素，大致有下列几个方面： 仪器因素，实验条件和参数的选择，试样的影响因素 等等。
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影响热重曲线的因素：仪器因素，实验因素，试样因素
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热天平种类
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弹簧称式
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热重分析仪原理图
三路气体的质量流量计
试 样
热天平
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STA 449C 同步测试TG8/DSC
热天平式
天平、加热炉、程序控制温度系统、自动记录仪，液氮 系统、真空系统、气体保护系统、热天平恒温系统。
加热炉
o
试
阻尼信号
程序控制系统
样
样
测热电偶
峰面积表示质量损失量
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TG曲线
Ti 表示起始温度，即累 积质量变化到达热天平可 以检测时的温度。
Tf表示终止温度，即累积 质量变化到达最大值时的 温度。
Tf-Ti表示反应区间，即 起始温度与终止温度的温 度间隔。曲线中ab 和cd， 即质量保持基本不变的部 分叫作平台，bc部分可称 为台阶。
动态法 ——热重分析、微商热重分析。 ——在程序升温下，测定物质质量变化与温度的关系。 ——微商热重分析又称导数热重分析 （Derivative thermogravimetry，简称DTG。
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STA 449C 同步测试TG/DSC
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5.3.2热重分析仪的结构
热天平式 记录天平、加热炉、程序控制温度系统、自动记录仪。
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影响热重曲线的因素：仪器因素，实验因素，试样因素
实验因素 （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 。
（2）炉内气氛
——与反应类型、分解产物的性质和所通气体的种类有关。
（3）走纸速度
——走纸速度快，分辨率高
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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 。
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快慢
五水硫酸铜的TG（a）和DTG（b）曲线
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气氛控制 ——与反应类型、分解产物的性质和所通气体的种类有关。
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纸速 ——升温速率0.5-10℃/min时，走纸速度15-30cm/h
仪器因素
（1）浮力及对流的影响 ——浮力和对流引起热重曲线的基线漂移 ——热天平内外温差造成的对流会影响称量的精确度。 ——解决方案：空白曲线 、热屏板 、冷却水等。
（2）挥发物冷凝的影响 ——解决方案：热屏板
（3）温度测量的影响 ——解决方案：利用具特征分解温度
的高纯化合物或具特征居里点温度的强 磁性材料进行温度标定。
选择合适的升温速率（实验过程）。 ——升温速率的选择，以保证基线平稳为原则。 ——试样于某温度下的质量变化，在仪器灵敏度范 围内，应以能得到质量变化明显的热重曲线为宜。
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热重分析实验程序 （1）、试样的预处理、称量及装填
试样应预先磨细，过100-300目筛及干燥。称量是热重分析最基 本的数据，应该精确，试样越少对称量的要求越高。准确称量后 的试样，装入坩埚中，其装填方式如差热分析试样的情况。
居里点也称居里温度或磁性转变点，是指材料可以在铁磁 体和顺磁体之间改变的温度，即铁电体从铁电相转变成顺 电相的相变温度。低于居里点温度时该物质成为铁磁体， 此时和材料有关的磁场很难改变。当温度高于居里点温度 时,该物质成为顺磁体，磁体的磁场很容易随周围磁场的 改变而改变。
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静态法：等压质量变化测定、等温质量变化测定。 ——等压质量变化测定：在程序控制温度下，测量物质在 恒定挥发物分压下平衡质量与温度关系的一种方法。 ——等温质量变化测定：在恒温条件下测量物质质量与温 度关系的一种方法。 ——准确度高，费时。
（2）、升温速率的选择
升温速率的选择，以保证基线平稳为原则。同时试样于某温度下 的质量变化，在仪器灵敏度范围内，应以能得到质量变化明显的 热重曲线为宜。
（3）、启动电源开关接通电炉电源。
（4）、选定走纸速度，开动记录仪开关。
（5）、实验完毕后，先关记录仪开关，再切断电源。
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5.3.4 影响TG曲线的因素
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微商热重法DTG
峰面积表示质量损失量
TG与DTG曲线比较
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TG曲线与DTG曲线
图 钙、锶、钡水合草酸盐的TG曲线与DTG曲线 （a）DTG曲线；（b）TG曲线
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试样制备方法
试样预磨：100－300目筛，干燥、称量。
装填方法同DTA法。（以少为原则2-5mg，不超过 10mg ） ——装填要求：薄而均匀 ——试样和参比物的装填情况一致