1、第三節 熱重分析熱重分析根本原理熱重曲線解析TG/DTG曲線的應用影響熱重曲線的因素第三節 熱重分析根本原理: 熱重法是在程序溫度控制下, 連續測量試樣的質量隨溫度或時間變化的一種技術。這種技術常應用于物質的分解、升華、蒸發、氧化、復原、吸附和脫附等伴隨有質量變化的過程。原理方框圖如右所示：第三節 熱重分析微量熱天平的工作原理示意圖第三節 熱重分析熱重曲線的解析平臺(Plateau), AB和CD段起始溫度(Ti)終止溫度(Tf)反響區間(BC段), 從Ti到Tf 的溫度間隔階梯(Step), BB段 (a).階梯位置 -重量變化溫區 (b).階梯高度 - 重量變化大小 (c).階梯斜度 -重

2、量變化或反響 速率典型熱重曲線第三節 熱重分析微分熱重法(DTG) TG的衍生技術, 即是由TG曲線對溫度或時間進行微分而得到的曲線。在TG曲線上質量變化的每一個階梯，在相應的DTG曲線上是以對應的峰的形式出現。第三節 熱重分析TG/DTG曲線的應用: 確定化合物熱分解或蒸發溫區煙酸(Nicotinic acid )的TG/DTG曲線第三節 熱重分析確定化合物的結晶水含量和化合物的熱分解機理CaC2O4H2O的TG/DTG曲線第三節 熱重分析影響熱重曲線的因素浮力的影響任何物體在空中都要受周圍氣氛對它的影響，浮力大小與周圍氣氛的密度及溫度、物體本身的體積有關。重量沒有發生變化的情況下，由于溫度

3、升高樣品好象增重了，這種現象稱表觀增重。浮力的影響最好實際測定，其方法是在樣品池內放一定重量的-Al203(DTA的參考物)升溫到1000，由所測的TG曲線就可求得各溫度下的表觀增重量。作試樣時把表觀增重扣除，即得實際重量變化值。第三節 熱重分析樣品池和樣品吊蘭材料的影響試樣容器可以由多種材質制成，如鉑、銀、鎳、鋁等金屬和石英、剛玉、玻璃等無機材料。它們適用的溫度范圍不同，導熱和熱輻射也有所不同。熱分析用的樣品池和樣品吊蘭(包括吊絲)的材料要求對試樣、中間產物、最終產物和周圍氣氛都是惰性的，即不能有反響活性也不能有催化活性。第三節 熱重分析揮發物的再冷凝問題在熱分析過程中樣品逸出的揮發物有可能

4、在熱天平其它部件上冷凝。這不但污染了儀器，而且使測得的失重量偏低，當溫度進一步上升后，這些冷凝物又再揮發造成假失重，使TG曲線變形，測定不準,也不能重復。通入流動氣體可以解決此問題第三節 熱重分析氣氛的影響一般認為，氣體密度越大，浮力也越大，其表觀增重也越明顯，這是氣氛影響的一個方面。有些樣品在空氣中進行實驗時有明顯的增重現象，而在氮氣中實驗就不增重，這往往是由于樣品被氧化的結果。當試樣有氣體產物時，有時也要考慮到環境氣氛對試樣反響的影響。在密封的樣品皿中或在加壓情況下，樣品的分解溫度也會明顯增高。在流動氣氛中進行實驗時，要注意流速的穩定，流速的波動對TG曲線會有明顯影響，流速的大小對微量熱天

5、平一般取30m1-60m1/分為宜。一般認為氣流速度大對傳熱和逸出氣體的擴散有利，使熱分解溫度降低。第三節 熱重分析樣品用量、粒度和裝置情況的影響樣品用量多時，樣品內部形成的溫度梯度大，外表到達分解溫度后而樣品內部還要經較長時間才能到達分解溫度，這種現象對導熱性差的高分子試樣尤其明顯。樣品粒度對TG曲線的影響與DTA用量的影響相似，粒度越小，反響外表越大，反響更易進行，反響速度也越快，TG曲線的Ti和Tf都低，反響區間也窄。所以盡量用小顆粒試樣。樣品的裝填首先要求粒度均勻。緊裝填對傳熱有利，但對逸出氣體擴散不利。為了得到重復的結果要求每次裝填情況一致。第三節 熱重分析升溫速率的影響升溫速率對TG曲線影響最大。升溫速率越大溫度滯后越嚴重，開始分解溫度Ti和終止分解溫度Tf偏高，