试样装填情况首先要求颗粒均匀，必要时要过
筛。
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第三章 差热分析法（DTA）
第一节 DTA的定义及DTA仪 一、 DTA的定义
差热分析（DTA）是在程序控制温度下，建立被 测量物质和参比物的温度差与温度关系的一种技术。 数学表达式为
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二、热重分析仪（TG-50/50H）
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z 耐震性强，无须选择设置场所 z 可进行高灵敏度测定 z TG的基线极为稳定 z 温度范围 ：
室温～1000℃/1500℃ 最大样品量：1g
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四、与其它技术的联用性
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热分析只能给出试样的重量变化及吸热或放热 情况，解释曲线常常是困难的，特别是对多组分试 样作的热分析曲线尤其困难。目前，解释曲线最现 实的办法就是把热分析与其它仪器串接或间歇联 用，常用气相色谱仪、质谱仪、红外光谱仪、X光 衍射仪等对逸出气体和固体残留物进行连续的或间 断的，在线的或离线的分析，从而推断出反应机理。
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第二节 影响热重曲线的因素
一、仪器的影响
1. 浮力的影响
（1）热天平在热区中，其部件在升温过程中排开空 气的重量在不断减小，即浮力在减小，也就是试 样的表观增重。
（2）热天平试样周围气氛受热变轻会向上升，形成 向上的热气流，作用在热天平上相当于减重，这 叫对流影响。
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2. 坩埚的影响
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热分析用的坩埚(或称试样杯、试样皿)材 质，要求对试样、中间产物、最终产物和气氛 都是惰性的，即不能有反应活性，也不能有催 化活性。
坩埚的大小、重量和几何形状对热分析也 有影响。
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热天平的基本构造
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平台CD代表另一个稳定组成，相应重量 为W1；
DE和FG分别代表第二、三次失重，失 重量分别为1．6mg与0．8mg，失重 率分别为14.8％和7.4％；总失重率 W0－W3／W0 ×100（％）＝36.6 ％，即失水百分数；固体余重是1－ 36.6％＝63.4％。
平台EF和GH分别代表一个稳定的组成。
热分析的历史
•玻璃 •金属 •陶瓷ŋ粘土ŋ矿物 •水泥
DSC
TG
DTA
TMA
复合෼ੳ
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二、在动态条件下快速研究物质热特性 的有效手段。
三、方法和技术的多样性
应用最广泛的方法是热重（TG）和差 热分析（DTA），其次是差示扫描量热 法（DSC），这三者构成了热分析的三大 支柱，占到热分析总应用的75％以上。




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上图是一条典型的TG曲线，纵坐标是重量（mg），从上 向下表示重量减少，横坐标是温度（ ℃ 或K），有时也可 用时间（t），从左向右表示T或t增加。
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△T＝Ts－Tr＝（T或t） 其中： Ts ，Tr分别代表试样及参比物温度；T是程 序温度；t是时间。记录的曲线叫差热曲线或DTA曲 线。
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上图是一个典型的吸热DTA曲线。纵坐标为试样 与参比物的温度差（△T），向上表示放热，向下表 示吸热。横坐标为T或t，从左向右为增长方向。
第一次理论失重率为2×H2O／CuSO4·5H2O = 14.4％； 第二次失重率也是14．4％；第三次为7．2％；理论固体
余重63．9％，总水量36．1％。与TG测定位基本一致。说
明TG曲线第一、二次失重分别失去2个H2O，第三次失去1 个H2O。
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第二节 热分析应用领域及研究内容
热分析特点
一、应用的广泛性
从热分析文摘（TAA）近年的索引可以看出， 热分析广泛应用于无机，有机，高分子化合物， 冶金与地质，电器及电子用品，生物及医学，石 油化工，轻工等领域。当然这与应用化学，材料 科学，生物及医学的迅速发展有密切的关系。
则
P＝f（T或t）
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热分析存在的客观物质基础
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在目前热分析可以达到的温度范围内，从－150℃到 1500℃ （或2400℃ ），任何两种物质的所有物理、化学性 质是不会完全相同的。因此，热分析的各种曲线具有物质 “指纹图”的性质。
为了保证试样测与参比物侧尽量对称，要求试 样支持器和参比物支持器，尤其两者的相应热电 偶要尽量一样(包括材质，接点大小，安装位置 等)，两个坩埚在炉中相对位置也要尽量一致。炉 子的均温区尽可能大些，升温速率要均匀，恒温 控制误差要小。这样，DTA曲线的基线才能稳 定，有利于提高差热分析的灵敏度。
3. 挥发物再冷凝的影响
试样热分析过程逸出的挥发物有可能在热天平 其它部分再冷凝，这不但污染了仪器，而且还使 测得的失重量偏低，待温度进一步上升后，这些 冷凝物可能再次挥发产生假失重，使TG曲线变 形，使测定不准，也不能重复。为解决这个问题 可适当向热天平通适量气体。
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1964年美国瓦特逊（Watson）和奥尼尔 （O’Neill）在DTA技术的基础上发明了差示扫描 量热法（DSC），美国P－E公司最先生产了差示 扫描量热仪，为热分析热量的定量作出了贡献。
1965年英国麦肯才（Mackinzie）和瑞德弗 (Redfern)等人发起，在苏格兰亚伯丁召开了第一次 国际热分析大会，并成立了国际热分析协会。
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热分析及其应用
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第一章 简介
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第一节 热分析的定义及发展概况
热分析（thermal analysis），以热进行分析 的一种方法。1977年在日本京都召开的国际热分析 协会（ICTA）第七次会议上，给热分析下了如下定 义：即热分析是在程序控制温度下，测量物质的物 理性质与温度的关系的一类技术。
三、失重量的计算
CuSO4·5H2O 的TG曲线
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平台AB表示试样在此温度区间是稳定 的，其组成即原试样CuSO4·5H2O， 其重量W0＝10.8mg；
平台BC表示第一次失重，失重量W0－ W1＝1.55mg（下降小格数×0.2mg／ 小格即得），对应失重率＝W0－W1 ／W0 ×100（％）＝14.35％；
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第二章 热重法（TG）
第一节 热重法定义及失重量的计算方法
一、热重法定义
热重法（Thermogravimetry）简称TG，是在程 序控制温度下，测量物质的质量与温度关系的一 种技术。数学表达式为：
W=f (T或t) 热重法不能称热重分析（TGA），记录的曲线 称为热重曲线或TG曲线，不能叫作热谱图 （Thermogram）。
通俗来说，热分析是通过测定物质加热或冷却过程中物 理性质（目前主要是重量和能量）的变化来研究物质性质 及其变化，或者对物质进行分析鉴别的一种技术。
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热分析的起源及发展
1899年英国罗伯特－奥斯汀（Roberts-Austen）第一次使 用了差示热电偶和参比物，大大提高了测定的灵敏度。正式 发明了差热分析（DTA）技术。1915年日本东北大学本多光 太郎，在分析天平的基础上研制了“热天平”即热重法 （TG），后来法国人也研制了热天平技术。
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熱分析の木 热分析装置的利用领域
•医药品 •香料ŋ化妆品 •有机、无机药品 •触媒
•食品 •生物体ŋ液晶 •油脂ŋ肥皂 •洗涤剂
•火药
•电子材料 •木材ŋ纸 •建材 •公害 •工业废弃物
‫֨ن‬
•橡胶 •高分子ŋ塑料 •纤维 •油墨ŋ顔料ŋ染料ŋ塗料 •粘着剂
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其数学表达式为：P＝f（T）
其中，P是物质的一种物理量； T是物质的温度。
所谓程序控制温度一般是指线性升温或线性降 温，当然也包括恒温、循环或非线性升温、降温。 也就是把温度看作是时间的函数：