热重分析原理及方法讲解
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第三节 热重分析(TG )一、基本原理热重法是在程序控温下,测量物质的质量随温度(或时间)的变化关系的一种技术,简称TG 。
如熔融、结晶和玻璃化转变之类的热行为,试样确无质量变化,而分解、升华、还原、解吸附、吸附、蒸发等伴有质量改变的热变化可用TG 来测。
如果在程序升温的条件下不断记录试样的重量的变化,即可得到TG 曲线。
如图1所示。
一般可以观察到二到三个台阶,第一个失重台阶W 0—W 2多数发生在100℃以下,这多半是由于试样的吸附水或试样内残留的溶剂挥发所致。
第二个台阶往往是试样内添加的小分子助剂,如高聚物增塑剂、抗老剂和其他助剂的挥发(如纯物质试样则无此部分)。
第三个台阶发生在高温是属于试样本体的分解。
为了清楚地观察到每阶段失重最快的温度。
经常用微分热重曲线DTG (如图1b )。
这种/dW dt 曲线可以利用电子微分电路在绘制TG 曲线的同时绘出。
对于分解不完全的物质常常留下残留物W R 。
在某种特殊的情况下还会发生增重现象,这可能是物质与环境气体(如空气中的氧)进行了反应所致。
另外目前又出现了一种等温TG 曲线。
这是在某一定温度条件下,观察试样的重量随时间的变化,所以又称“等温热失重法”即:W=f (t )(温度为定值)W 0 W 1 W 2 W 3重量图1 热重分析曲线(a )与微商热重曲线(b )微量天平计算机温度程序器试样和坩埚炉子图2-1 热天平方块图它能提供很多有用的信息,如在某温度下物体的分解速度或某成分的挥发速度等。
二、基本结构热重法的仪器称为热天平,给出的曲线为热重曲线。
热重曲线以时间t 或炉温T 为横坐标,以试样的质量变化(损失)为纵坐标。
热天平的基本单元是微量天平、炉子、温度程序器、气氛控制器以及同时记录这些输出的仪器。
热天平的示意图如图2-1所示。
通常是先由计算机存储一系列质量和温度与时间关系的数据完成测量后,再由时间转换成温度。
三、影响因素虽然由于技术的进步,在设计TG 仪器时进行了周密的考虑,尽量减少各种因素的影响,但是客观上这些因素还不同程度在存在着,为了数据的可靠性,有必要分述如下:1.坩埚的影响坩埚是用来盛装试样的,坩埚具有各种尺寸、形状并由不同材质制成。
热重分析仪的原理分析及应用一、仪器介绍热重分析仪是一种常用的化学分析仪器,主要用于研究样品在升温过程中失去的质量和热重曲线,从而确定样品的热稳定性、化学稳定性、热分解机理、含水量等信息。
该仪器通常由样品室、电子天平、加热室、热电偶、温度控制器、数据采集器和计算机等组成。
二、原理分析热重分析仪的原理基于热重学原理,即样品在加热过程中会失去质量,因为其组成物质分解、挥发或发生化学反应而失去质量。
通过将样品放置在热重分析仪的样品室中,加热样品室,将样品加热到一定温度,同时测量样品失去的质量随时间变化的曲线,就可以得到热重曲线。
通过分析热重曲线,可以确定样品的热分解温度、吸水性、热稳定性、化学稳定性等信息。
热重分析仪的原理可以描述为以下的过程:1.将样品放入称量盘中并称量,确定样品的质量;2.将称量盘放入样品室中;3.通过电子天平实时测量样品的质量;4.对样品加热到一定温度,实时记录样品质量随温度变化的曲线。
三、应用1. 确定物质的重量变化通过热重分析仪可以确定物质在加热过程中的重量变化,从而得到物质的热稳定性和化学稳定性等信息。
例如,可以用热重分析仪来确定燃料的燃烧特性,以及橡胶、塑料等材料的热稳定性。
2. 确定水分含量热重分析仪还可用于确定样品中的水分含量。
在热重分析过程中,如果样品中含有水分,则可以通过测量样品的重量随温度变化的曲线,确定样品中的水分含量。
这对一些粉末状物质中的水分含量的测定十分有用。
3. 确定材料的分解机理通过热重分析仪可以确定物质的分解机理以及其热稳定性。
这对于材料的生产和研究非常重要。
例如,在高分子材料的研究中,可以通过对其热重曲线的分析,确定其分解机理和分解温度等信息。
4. 用于药物研究热重分析仪除了在材料研究中有广泛应用外,在药物研究领域中也有很多应用。
例如,可以用热重分析仪来测定某种药物的重量和水分含量,并通过分析热重曲线找出药物的热分解温度等参数,从而确定药物的热稳定性和化学稳定性。
热重分析法的原理及其应用1. 简介热重分析法 (Thermogravimetric Analysis, TGA) 是一种重要的热分析技术,广泛应用于材料科学、化学、制药、食品、环境等领域。
通过测量样品在升温条件下失重的情况,可以分析样品的热性质、组成、分解行为、热稳定性等参数,为材料研究和质量控制提供重要的参考数据。
2. 原理热重分析法的原理基于样品在升温条件下的质量变化,主要通过测量样品的失重曲线来分析样品的热性质和分解行为。
2.1 实验装置热重分析实验通常使用热重分析仪进行,其基本组成包括热重秤、样品盘、加热器、温度控制系统和质量检测系统等。
2.2 实验步骤1.将待测样品放置在样品盘上,并记录样品的初始质量。
2.将样品盘放置在热重秤上,并将整个装置放入热重分析仪中。
3.设置升温程序和实验参数,如升温速率、起始温度和终止温度等。
4.开始实验,热重分析仪会根据设定的程序升温,并记录样品的质量变化。
5.实验结束后,得到样品的失重曲线图,可以根据曲线图进行数据分析。
2.3 数据分析通过分析失重曲线,可以获取以下信息:•质量损失情况:根据失重曲线的斜率和曲线的形态可以判断样品的质量损失情况,如是否有固定的失重阶段、失重速率等。
•分解温度:可以根据失重曲线上的温度峰值确定样品的分解温度,这是样品发生化学反应的温度范围。
•分解产物:失重曲线的特征包括不同的“台阶”,每个“台阶”对应不同的分解产物,可以分析样品的分解产物和分解机理。
•热稳定性:通过分析失重曲线的持续时间和失重量可以评估样品的热稳定性,用于判断材料的应用范围和安全性。
3. 应用热重分析法在许多领域都有广泛的应用。
3.1 材料学热重分析可以用于评估材料的热稳定性、热分解温度和分解产物。
这对于材料的研发、改性和应用具有重要意义。
例如,通过热重分析可以确定聚合材料的热稳定性,对于制造高温环境下工作的电子器件非常重要。
3.2 化学反应热重分析可以用于研究化学物质的热分解反应和催化反应。
热重分析仪的原理与方法分析仪工作原理热重分析仪的工作原理热重分析仪紧要由天平、炉子、程序控温系统、记录系统等几个部分构成。
*常用的测量的原理有两种,即变位法和零位法。
所谓变位法,是依据天平梁倾斜度与质量变化成比例的关系,用差动变压器等检知倾斜度,并自动记录。
零位法是接受差动变压器法、光学法测定天平梁的倾斜度,然后去调整安装在天平系统和磁场中线圈的电流,使线圈转动恢复天平梁的倾斜,即所谓零位法。
由于线圈转动所施加的力与质量变化成比例,这个力又与线圈中的电流成比例,因此只需测量并记录电流的变化,便可得到质量变化的曲线。
热重分析仪方法当被测物质在加热过程中有升华、汽化、分解出气体或失去结晶水时,被测的物质质量就会发生变化。
这时热重曲线就不是直线而是有所下降。
通过分析热重曲线,就可以知道被测物质在多少度时产生变化,并且依据失重量,可以计算失去了多少物质,(如CuSO45H2O中的结晶水)。
从热重曲线上我们就可以知道CuSO45H2O 中的5个结晶水是分三步脱去的。
通过TGA 试验有助于讨论晶体性质的变化,如熔化、蒸发、升华和吸附等物质的物理现象;也有助于讨论物质的脱水、解离、氧化、还原等物质的化学现象。
热重分析通常可分为两类:动态(升温)和静态(恒温)。
热重法试验得到的曲线称为热重曲线(TG曲线),TG曲线以质量作纵坐标,从上向下表示质量削减;以温度(或时间)作横坐标,自左至右表示温度(或时间)加添。
元素分析仪的选购窍门元素分析仪依据检测物质的不同可以分为多种不同的类型,为了确保该款精密设备仪器测量的精准度很有必要把握一些常规的保养窍门。
关于价格适中的元素分析仪的诸多分类此处就不再赘述,本文针对元素分析仪中的合金分析仪其保养窍门予以介绍。
窍门之一、严格依照使用说明操作操控元素分析仪中的合金分析仪之时,相关人员务必要认真阅读使用说明并严格依照使用说明的规程要求来操作该款精密设备测量仪器。
在使用元素分析仪的合金分析仪之前确定要先预热后再使用,使用完毕之后也要注意对仪器进行散热或者清洗处理。
热重分析仪的分析方法和工作原理分析仪操作规程接下我为大家介绍下热重分析仪的分析方法和工作原理从热重曲线上我们就可以知道CuSO45H2O中的5个结晶水是分三步脱去的。
通过TGA试验有助于讨论晶体性质的变化,如熔化、蒸发、升华和吸附等物质的物理现象;也有助于讨论物质的脱水、解离、氧化、还原等物质的化学现象。
热重分析通常可分为两类:动态(升温)和静态(恒温)。
热重法试验得到的曲线称为热重曲线(TG曲线),TG曲线以质量作纵坐标,从上向下表示质量削减;以温度(或时间)作横坐标,自左至右表示温度(或时间)加添。
热重分析仪紧要由天平、炉子、程序控温系统、记录系统等几个部分构成。
较常用的测量的原理有两种,即变位法和零位法。
所谓变位法,是依据天平梁倾斜度与质量变化成比例的关系,用差动变压器等检知倾斜度,并自动记录。
零位法是接受差动变压器法、光学法测定天平梁的倾斜度,然后去调整安装在天平系统和磁场中线圈的电流,使线圈转动恢复天平梁的倾斜,即所谓零位法。
由于线圈转动所施加的力与质量变化成比例,这个力又与线圈中的电流成比例,因此只需测量并记录电流的变化,便可得到质量变化的曲线。
高温差热分析仪的那些参数介绍差热分析是在程序掌控温度下,测量物质与参比物之间的温度差与温度关系的一种技术。
差热分析曲线是描述样品与参比物之间的温度(△T)随温度或时间的变化关系。
技术参数:1.温度范围:室温~1350℃2.量程范围:0~±2000μV3.DTA精度:±0.1μV4.升温速率:1~80℃/min5.温度辨别率:0.1℃6.温度重复性:±0.1℃7.温度掌控:升温:程序掌控可依据需要进行参数的调整降温:风冷程序掌控恒温:程序掌控恒温时间任意设定8.炉体结构:炉体接受上开盖式结构,代替了传统的升降炉体,精度高,易于操作9.气氛掌控:内部程序自动切换10.数据接口:标准USB接口配套数据线和操作软件11.显示方式:24bit色7寸LCD触摸屏显示12.参数标准:配有标准物,带有一键校准功能,用户可自行对温度进行校正13.基线调整:用户可通过基线的斜率和截距来调整基线14.工作电源:AC220V50Hz高温差热分析仪特点:1.仪器主控芯片接受Cortex—M3内核ARM掌控器,运算处理速度更快,温度掌控更精准明确。
热重分析的原理及应用1. 热重分析的概述热重分析(Thermogravimetric Analysis, TGA)是一种热学分析技术,通过对样品在升温过程中质量变化的监测,来研究物质的热性质、热稳定性等。
热重分析是广泛应用于材料科学、化学、制药等领域的重要分析方法。
2. 热重分析的原理热重分析的原理基于样品在受热过程中发生质量变化的基本规律。
当样品受热后,其物质发生脱水、脱气、分解等反应,导致样品质量的变化,这种变化可以被称为热效应。
热重仪通过测量样品在升温过程中的质量变化来确定样品的热效应。
3. 热重分析的仪器及操作步骤热重分析通常使用热重仪进行实验。
下面是热重分析的一般操作步骤:1.准备样品:将待测样品制备成均匀粉末或小颗粒,并确保样品的质量和形状一致。
2.准备天平:校准热重仪的天平,确保准确测量样品的质量。
3.将样品放置在样品盘中:将准备好的样品放置在热重仪的样品盘中,确保样品均匀分布。
4.设置实验参数:根据需要,设置合适的实验参数,如升温速率、起始温度、终止温度等。
5.开始实验:启动热重仪,开始实验。
在实验过程中,热重仪将不断升温,并记录样品质量的变化。
6.数据分析:根据实验结果进行数据分析,研究样品的热性质和热稳定性。
4. 热重分析的应用领域热重分析在许多领域中有着广泛的应用,下面是一些常见的应用领域:•材料科学:热重分析可以用于研究材料的热性质、分解温度、氧化反应等,对于材料的性能评估和优化具有重要意义。
•化学反应研究:热重分析可以用于研究化学反应的热效应、反应机理、反应动力学等,对于了解化学反应的过程和机制非常有帮助。
•制药工业:热重分析可以用于评估药物的热稳定性、热解行为、干燥过程等,对于药物研发和生产中的质量控制具有重要作用。
•环境监测:热重分析可以用于检测环境中的有机物质、污染物等,对于环境监测和污染物的分析具有重要意义。
5. 热重分析的优势与局限性热重分析作为一种热学分析方法,具有以下优势:•高灵敏度:热重仪可以精确测量样品质量的微小变化,具有高灵敏度。
热重分析TGA完整版热重分析(Thermogravimetric Analysis,TGA)是一种热分析技术,通过对样品在不同温度条件下质量的变化进行检测和分析,可以获得样品热稳定性、反应性以及成分等信息。
本文将介绍热重分析的原理、仪器设备、实验步骤以及应用等内容。
热重分析的原理是利用热电偶作为探头,将样品加热至一定温度范围内,并监测样品质量的变化。
当样品受热时,会发生热分解、脱水、脱插等反应,此时会产生质量的变化,通过记录样品质量与温度之间的关系,可以获得样品的热重曲线。
通过分析热重曲线,可以得到样品的热分解温度、失重量、反应动力学等信息。
热重分析的仪器设备主要由加热器、电子天平和温度控制系统组成。
其中,加热器提供恒定的温度场,电子天平能够检测样品质量的变化,并将数据传输到计算机上,温度控制系统能够精确控制样品的加热温度。
进行热重分析的实验步骤如下:1.准备样品:将需要进行热重分析的样品制备成适当的形式,如粉末状或块状。
2.称取样品:使用精确的天平称取适量的样品,通常是数毫克至数十毫克。
为了减小试样质量的不确定性,可以进行多次称重取平均值。
3.装样:将样品放置在热重秤上,并确保样品均匀分布在秤盘上,以减小实验误差。
4.实施实验:将热重秤放入热重仪器中,并设置合适的实验参数,如加热速率、温度范围等。
开始实验后,仪器将按照参数进行加热,并记录样品质量的变化。
5.数据处理:根据实验得到的质量变化数据,绘制热重曲线。
可以通过计算失重率、热分解温度、半失重温度等参数来进一步分析样品的性质。
热重分析广泛应用于材料科学、化学、生物科学、制药工业等多个领域。
在材料科学中,可以通过热重分析来研究材料的热稳定性、热分解机理等。
在化学领域,可以通过热重分析来研究催化剂的活性以及催化反应的动力学。
在生物科学中,可以使用热重分析来研究生物大分子的热稳定性和降解动力学。
在制药工业中,可以通过热重分析来研究药物的热稳定性,以指导药物的储存和使用。