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同步热分析仪1. 简介同步热分析仪（Simultaneous Thermal Analyzer，STA）是一种高级热分析仪器，结合了热失重分析（Thermogravimetric Analysis，TGA）和差示扫描量热法（Differential Scanning Calorimetry，DSC）两种技术的优势。
STA可以同时测量样品在升温或降温过程中的质量变化和热变化，提供了更全面的热性质数据和分析结果。
它广泛应用于材料科学、化学、能源等领域的研究和开发。
2. 工作原理STA的工作原理可以分为两个部分：热失重分析和差示扫描量热分析。
2.1 热失重分析（TGA）热失重分析是通过测量样品在不同温度下质量的变化来研究样品的变化过程。
在TGA实验中，样品被加热至一定温度范围内，并在惰性气氛中进行测量。
样品的质量变化可以反映样品中的热分解、挥发和气体释放等变化过程。
2.2 差示扫描量热分析（DSC）差示扫描量热分析是通过测量样品与参比物之间的热力学差异来研究样品的热性质。
在DSC实验中，样品和参比物被同时加热或同时冷却，并通过测量两者之间的温差来计算出样品的热容变化。
3. 优势和应用STA相比于单一的TGA或DSC仪器具有以下三个主要优势：3.1 同时测量样品的变化STA可以同时测量样品在升温或降温过程中的质量变化和热变化。
这样可以获得更全面的热性质数据，并且可以对样品在不同温度下的反应和转化过程进行深入分析。
3.2 减少测试时间和成本由于STA可以同时进行TGA和DSC实验，因此可以减少测试时间和实验成本。
不再需要分别进行两种实验，而是可以在同一个仪器上完成。
对于需要大量样品测试的实验室来说，这是非常有效和经济的。
3.3 提高数据的可靠性和一致性由于STA同时测量样品的质量变化和热变化，因此可以提高数据的可靠性和一致性。
通过比较TGA和DSC两种数据，可以更准确地分析样品的热性质和反应过程。
STA广泛应用于材料科学、化学、能源等领域的研究和开发。
综合同步热分析（T G A-D S C）实验讲义一、实验目的：用热分析仪对进行TG和DSC分析，并对热分析谱图进行定性和定量分析。
二、预习要求1、了解热分析仪的工作原理和操作方法；2、了解TG和DSC分析的基本原理及热分析谱图的意义。
三、原理1、热分析的定义:热分析(thermal analysis)：顾名思义，可以解释为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、化学性质与温度的关系的一类技术。
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。
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：T＝φ（t）; t：时间。
常见的物理变化：熔化、沸腾、升华、结晶转变等；常见的化学变化：脱水、降解、分解、氧化，还原、化合反应等。
这两类变化，常伴有焓变，质量、机械性能和力学性能等的变化。
2、热分析存在的客观物质基础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。
3、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。
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。
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同步热分析仪(STA)安全操作保养规程前言同步热分析仪(STA)是一种用来分析材料热学特性的实验仪器。
学生必须按照规定的方式和步骤来操作STA仪器，以确保操作安全并提高实验数据的准确性。
本文档介绍了STA仪器安全操作和保养规程，以便学生能够更好地操作和保养该设备。
安全操作规程1. 操作前的准备在使用STA仪器之前，必须先仔细阅读STA仪器的操作手册，了解其性能、操作方法、注意事项、维护等。
此外，在操作之前还需要注意以下几点：1.1 仪器检查在使用STA仪器之前必须进行检查，以确保它的各个部分都在正常工作状态。
以下是需要检查的地方：•确认周围环境安全，没有易燃物和爆炸物；•检查侧板、仪表、电源插头、温度传感器等是否关紧并没有损坏；•检查热电偶状态（是否断线或损坏）；•检查电源开关和调节器是否处于停止状态；•检查机箱内是否清洁，板卡是否卡住；•检查环境温度是否适宜。
1.2 试验过程在STA仪器试验过程中，需要注意以下几点：•为了防止误操作引起的人身伤害和设备损坏，需要使用手套，并不允许使用常温下的金属物品（如金属夹子）；•对电源插头进行适当的标记，以保证插头正确地插入；•线材不能交叉布置脱毒烟煤锅炉热压缩机，不能碰到热板及其他可能出现热源的部位；•启动操作前调节器已调回标准位置，不能超范围调节；•热板调节仪的使用不能超范围，一些操作可能对仪器造成不良影响，例如：强制关闭或重启；•耐高温容器及其它试剂使用时需要特别注意防护，避免其爆炸及燃烧；•调节器进行操作时不要用力过猛，防止操作过程中热板均匀性的改变；•在热板上不要放任何哑铃等压力重物；•实验过程中，不允许着短袖，应穿长袖与长裤，必要时还应穿上武装鞋清洗时应避免避免闪电击中；•在实验开始之前，需要在支架上稳定地放置好样品；2. 操作相关注意事项2.1 启动与停止操作启动和停止操作必须按照规定的操作步骤进行，以确保操作安全。
以下是启动和停止STA仪器的步骤：•启动操作：将调节器等实验仪器调节到标准位置，接通电源，检查路程开关是否启动，确认温度计是否工作正常；•停止操作：停止热板加热，关闭电源，关闭器皿，关闭操作系统。
同步热分析仪（STA）基本原理文件编号：cPH60-STA-01差示扫描量热法（Differential Scanning Calorimetry，简称DSC）为使样品处于一定的温度程序（升／降／恒温）控制下，观察样品端和参比端的热流功率差随温度或时间的变化过程，以此获取样品在温度程序过程中的吸热、放热、比热变化等相关热效应信息，计算热效应的吸放热量（热焓）与特征温度（起始点，峰值，终止点...）。
DSC方法广泛应用于塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂、医药、食品、生物有机体、无机材料、金属材料与复合材料等各类领域，可以研究材料的熔融与结晶过程、玻璃化转变、相转变、液晶转变、固化、氧化稳定性、反应温度与反应热焓，测定物质的比热、纯度，研究混合物各组分的相容性，计算结晶度、反应动力学参数等。
热重分析法（Thermogravimetry Analysis，简称TG或TGA）为使样品处于一定的温度程序（升／降／恒温）控制下，观察样品的质量随温度或时间的变化过程，获取失重比例、失重温度（起始点，峰值，终止点...）、以及分解残留量等相关信息。
TG方法广泛应用于塑料、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。
可以测定材料在不同气氛下的热稳定性与氧化稳定性，可对分解、吸附、解吸附、氧化、还原等物化过程进行分析，包括利用TG测试结果进一步作表观反应动力学研究。
可对物质进行成分的定量计算，测定水分、挥发成分及各种添加剂与填充剂的含量。
同步热分析（Simultaneous Thermal Analysis，简称STA）将热重分析TG 与差示扫描量热DSC（或其前身差热分析DTA）结合为一体，在同一次测量中利用同一样品可同步得到质量变化与吸放热相关信息。
同步热分析仪的测量部分基本结构示意如下：样品坩埚与参比坩埚（一般为空坩埚）置于同一导热良好的传感器盘上，两者之间的热交换满足傅立叶热传导方程。
热重/差热综合热分析仪
（TG / DTA thermal analysis instrument）
仪器型号：Diamond 6300
生产厂家:美国PerkinElmer公司
仪器简介：
TG/DTA同步热分析仪可在程序控制温度下，同时测定试样重量ΔG和焓变ΔT随温度的变化，该温度差可通过热流公式换算成热焓ΔH，从而可兼顾DSC 模式。
因试样置于相同的热处理及环境条件下，所测得的ΔG和ΔT具有严格的可比性，消除TG和DTA单独测试时因试样不均匀性及气氛等因素带来的影响。
主要技术参数：
1.温度范围：室温～1500℃
2.DTA测量范围：±1000Μv；DTA灵敏度： 0.06μ
3.TG测量范围：200mg；TG灵敏度：0.2μg
4.升温速率：0.01℃～100℃/min
应用领域：
广泛应用于各种材料等的热性能、热分解动力学、热分解过程及机理等研究。
可进行热焓、热稳定性、熔点、比热、结晶水含量、化合物相转变、玻璃化转变、固体动力学反应、催化反应等的分析测定。
实验一同步热分析实验一、综合热分析一、实验目的1．了解热失重（TG），差热分析(DTA)和差动热分析(DSC)的基本原理和应用，及相互间的差别。
2．了解STA449F3同步热分析仪的构造原理和基本操作。
3．熟练掌握使用STA449F3同步热分析仪分别测量TG-DTA和TG-DSC曲线4．掌握分析实验数据的步骤，并解释相关现象。
二、实验原理热分析是测量在受控程序温度条件下，物质本身的质量或热量变化与温度的函数关系的一组技术。
目前热分析已经发展成为系统的分析方法，它包括热失重分析TG、差热分析DTA和差动热分析DSC，是材料领域研究工作的重要工具，特别是在高聚合物的分析测定方面应用非常广泛。
它不仅能获得结构方面的信息，而且还能测定多种性能，是材料测试实验室必备的仪器。
热重分析（TG）是指在程序控制升温条件下，测量物质的质量与温度变化的函数关系，或者测定试样在恒定的高温下质量随时间变化的一种分析技术。
热重分析的谱图一般是以质量W对温度T的曲线或者试样的质量变化速度dw/dt对温度T的曲线来表示。
后者称为微分热重曲线（DTG）。
TG主要用来研究样品在空气中或惰性气体中热稳定性和分解过程，除此之外，还可研究固相反应，测定水分挥发物或者吸收、吸附和解吸附过程，气化速率、气化热、升华温度、升华热、氧化降解、增塑剂挥发性、水解和吸湿性、塑料和复合材料的组分等。
差热分析（DTA）是测定试样在受热（或冷却）过程中，由于物理变化或化学变化所产生的热效应来研究物质转化及化学反应的一种分析方法，简称DTA（Differential Thermal Analysis）。
物质发生相变、分解、化合、凝固、脱水、蒸发等过程时都伴有热效应发生，DTA可用于测定物质发生热反应时的特征温度及吸收或放出的热量。
DTA的工作原理为，在进行DTA测试时，所选用的参比物为空坩埚，加热炉以一定的速率升温，若试样没有热反应，则它的温度和参比坩埚温度之间的温差ΔT＝0，差热曲线为一条直线，与基线一致；当试样发生了物理或化学变化而吸入或放出热量时，ΔT≠0，在热谱图上会出现吸热或放热峰，形成ΔT随温度变化的差热曲线（热谱图），在习惯上通常以温度差ΔT作纵坐标，吸热峰向下，放热峰向上，温度T作横坐标，自左向右增加。
同步热分析仪---质谱联用系统一、仪器用途要求：1.1在程序温度控制下，测量样品的重量和热焓与温度（或时间）的函数关系，并能同时对样品分解气体进行质谱分析。
二、技术参数及功能要求：2.1同步热分析仪部分*2.1.1温度范围: RT~1550︒C*2.1.2热焓准确度:1%（标准金属）*2.1.3温度准确度:0.1︒C*2.1.4最大样品称量:35g2.1.5失重测量范围:35g2.1.6天平灵敏度:0.1μg2.1.7 DSC灵敏度:1uw2.1.8加热/冷却速率:0--50︒C/min2.1.9天平飘移:<10μg/h(恒温)*2.1.10立式结构，天平在下方，方便气体逸出，便于联用测试*2.1.11 真空度: 10-2mbar，标配单独的抽真空接口*2.1.12 炉体真空密封，能够在高纯气氛或真空条件下进行实验2.1.13配备进口恒温水浴，恒温装置稳定性: ±0.03︒C，使天平在恒温下工作，降低噪音2.1.14基本软件包:中文操作软件，分析软件，可实现数据的采集、存储、分析，具有曲线相减功能:可把两次实验曲线相减,得到特定添加剂的信号，根据实际重量计算热焓:实验中有多个失重步骤,可根据失重后的实际重量计算热焓,保证热焓的准确性.2.2.质谱仪：*2.2.1同步启动/终止质谱及热分析仪（同步触发）*2.2.2质量范围：1～300 amu*2.2.3适配器：加热至300℃，旁路系统*2.2.4检测限：1ppm2.2.5离子源：电子冲击，特殊交叉射线。
2 阴极：铱，Y2O3涂层2.2.6检测器：Faraday，SEM（倍增管）2.2.7操作压力：<10-4 mbar (Faraday)；<10-5 mbar (SEM)2.2.8真空系统（无油）：真空分子泵2.2.9输入压力：1000mbar2.2.10总压力测量：全量程真空计，10-8～1000 mbar2.3.仪器附件要求2.3.1校准标样: 1套。
Labsys TM DTA，DSC，TGA，TMA带您进入SETARAM的产品世界TMLabsys覆盖整个热分析测试领域SETARAM为您提供LABSYS，一套覆盖整个热分析测试，满足日常分析和质量控制的测试系统，适用于实验室，学校和大学。
z性能和SETARAM其它热分析产品一样，Labsys分析仪器（DTA，DSC，TGA，TMA）得益于其领先的科技水平。
在全世界已经有7，000套系统被安装，难道还有比这更好的证明吗？z使用简便在设计之初，Labsys重点突出人体工学体验，致力于使用户操作更简单。
热分析软件SETSOFT 2000提供大量的自动操作选择。
z购买成本和维护费用低主要用于实验室，性价比高机身结构可容纳DTA，DSC，TGA，TMA等分析仪器，将金属加热炉包围在其中，温度范围可达1600℃。
气体吹扫（惰性或活性的）可靠。
通过软件控制的电磁阀门，测试时可以更换气体。
DTA 1200℃和1600℃测量样品和标样的温度差差热分析，DTA，是材料热表征的一种基本技能，特别适合在高温下使用。
实验室内有两种探测器可选，他们都有很好的选择性，完全可以表征和分离观察到的热转变。
z Labsys DTA 1200：Platinel传感器（室温到1200℃）z Labsys DTA 1600：铂-铑传感器（室温到1600℃）坩埚材质为铝（160μl），铝或者铂（20μl或者100μl）DSC 800℃ 和 1600℃测量样品和标样的热流差。
盘状DSC测量杆擅长随着测量温度变化热效应的定量测试，误差小。
金属框内有两个用于摆放坩埚的空间，测试杆为坩埚和传感器提供完美的热传导有两种测试杆可选：z Labsys DSC 800：E型热电偶（Ni-Cr/Cu-Ni）（室温到800℃）z Labsys DSC 1600：S型热电偶（铂铑 含10%铂）（室温到1600℃）坩埚的容量为100μl，材质为铝，氧化铝或铂。
