差热分析
（2）差热分析法 Differential Thermal Analysis
图 典型的DTA曲线
图中基线相当于DT=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。
① 零线：理想状态ΔT=0的线； ② 基线：实际条件下试样无热效应时的曲线部分； ③ 吸热峰：TS＜TR ，ΔT＜0时的曲线部分； ④ 放热峰：TS＞TR ， ΔT＞0时的曲线部分； ⑤ 起始温度（Ti）：热效应发生时曲线开始偏离基 线的温度； ⑥ 终止温度（Tf）：曲线开始回到基线的温度； ⑦ 峰顶温度（Tp）：吸、放热峰的峰形顶部的温度， 该点瞬间d（ΔT）/dt=0； ⑧ 峰高：是指内插基线与峰顶之间的距离，表示试 样与参比物之间最大温差； ⑨ 峰面积：是指峰形与内插基线所围面积； ⑩ 外推起始点：是指峰的起始边斜率最大处所作切 线与外推基线的交点，其对应的温度称为外推起始 温度（Teo）；根据ICTA共同试样的测定结果，以外 推起始温度（Teo）最为接近热力学平衡温度。
钙、锶、钡水合草酸盐的TG曲线与DTG曲线（a）DTG曲线；（b）TG曲线 1、热重曲线中质量（m）对时间（t）进行一次微商从而得到dm/dt-T（或t）曲线，称为微商热重
（DTG）曲线。 2、 它表示质量随时间的变化率（失重速率）与温度（或时间）的关系。 3、 微商热重曲线与热重曲线的对应关系是：微商曲线上的峰顶点（d2m/dt2=0，失重速率最大值
点）与热重曲线的拐点相对应。微商热重曲线上的峰数与热重曲线的台阶数相等，微商热重 曲线峰面积则与失重量成正比。
热重曲线
（2）差热分析法 Differential Thermal Analysis
在程序控制温度下，测量物质与参比物之间的温度差随温 度变化的一种技术。
物质在受热或冷却过程中发生的物 理变化和化学变化伴随着吸热和放 热现象。如晶型转变、沸腾、升华、 蒸发、熔融等物理变化，以及氧化 还原、分解、脱水和离解等等化学 变化均伴随一定的热效应变化。
2、 到达一定温度（即CaC2O4•2H2O的分解温度）结晶水释放完毕，温度升高，重量不会改变， 出现第一个平台，它对应于DTA或DSC上的第一个吸热峰，（分解温度即峰顶部温度）由于原联 接于草酸钙的被束缚的结晶水脱离需外解提供能量，所以要吸热。
（1）热重法 Thermogravimetry, 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。
热重法
热重装置结构示意图
（1）热重法 Thermogravimetry, TG
由热重法记录的重量变化对温 纵坐标m为质量，以mg或剩余百分数%表示；
度的关系曲线称热重曲线 （TG曲线）。
横坐标T为温度，热力学温度（K）或摄氏温度
A（固）
（℃）；
B（固）+C（气）
Ti 表示表观质量变化的起始温度；
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部分为台阶。
热重曲线
微商热重（DTG）曲线
差热分析
（2）差热分析法 Differential Thermal Analysis
Furnace
Sam ple
.
Q PR
Ref er.
DT
差热分析的基本原理，是把被测试样和一种中性物（参比物）置放在同样的热条 件下，进行加热或冷却，在这个过程中，试样在某一特定温度下会发生物理化学 反应引起热效应变化 ，即试样侧的温度在某一区间会变化，不跟随程序温度升 高，而是有时高于或低于程序温度。而参比物一侧在整个加热过程中始终不发生 热效应，它的温度一直跟随程序温度升高，这样，两侧就有一个温度差，然后利 用某种方法把这温差记录下来，就得到了差热曲线。
度）等
逸出气分析
(EGA – MS, FTIR)
几种常见的热分析法：
1. TG热重法。在程序控制温度下，测量物质的质 量与温度或时程序控制温度下，测量被物 质和参比物的温度差与温度关系的一种方法（即 DTA）。
3. DSC差示扫描量热法。在程序控制温度下，测量 输入到测量物质和参比物的功率差与温度的关系 的一种方法（即DSC）。由于DSC直接测量的是热 量，所以是一种量热法。“差示”是指除用试样 外，还要用参比物。扫描是指温度扫描。即温度 从低到高或从高到低的动态扫描。
热分析主要用于研究物理变化 （晶型转变、熔融、升华和吸附 等）和化学变化（脱水、分解、 氧化和还原等）。热分析不仅提 供热力学参数，而且还可以给出 有一定参考价值的动力学数据。 热分析技术
热分析技术分类
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)
介电分析法 (DEA)
差热分析
TG - DTA 同步热分析
W W M M 0
1
CaC2O4 2H2O
CaC2O4
W0
M CaC2O4 2H2O
W0 W2 MCaC2O4 2H2O MCaCO3
W0
M CaC2O4 2H2O
草酸钙的TG与DTA曲线
1、 在0∽800℃范围内DTA有两个峰（另一个超出800℃）一个吸热，另一个放热。而在 0∽800℃范围内，热重曲线上有两个平台。在100℃前为斜坡，产生原因是粉末草酸钙样品吸附 的少量水份随着温度升高逐渐释放出来，使样品重量减轻，当温度继续升高，结晶水也会释放出 来。
导热系数仪 热流法 激光散射法
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
热重-差热分析联用法研究 CuSO4·5H2O的脱水过程
一、实验目的：
1.熟悉热重和差热分析法的基本原理。 2.掌握热重-差热分析联用的实验方法和数据
处理方法。 3.了解CuSO4·5H2O 的脱水机理。
二、方法原理：
国际热分析协会(International Confederation for Thermal Analysis ICTA) 1977年对热分析技术的定义： “热分析是在程序控制温度下测量物质的物理性质与温度关系 的一种技术”