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影响热分析仪测量的实验因素有哪些?

1、升温速率对热分析实验结果的影响

升温速率对热分析实验结果有明显的影响,总体来说,可概括为以下几点。

(1)对于以TG,DSC曲线表示的试样的某种反应,提高升温速率通常是使反应的起始温度Ti,峰温Tp和终止温度Tf增高。快速升温,使得反应尚未来得及进行,便进入更高的温度,总成反应滞后(如上图)。

(2)快速升温是将反应推向在高温区以更快的速度进行,即不仅使DSC曲线的峰温Tp升高,且峰幅度变窄,呈尖高峰(如上图)。


2、试样用量与粒度对热分析实验的影响

少量试样有利于气体产物的扩散和试样内部温度的均衡,减小温度梯度,降低试样温度与环境线性升温的偏差,这是由于试样的吸、放热效应而引起的。实验证明,峰面积尚与试样粒度有关,粒子越小,DSC曲线放热峰的面积越大。另外,堆砌松散的试样颗粒之间有空隙,使试样导热变差,而颗粒越小,越可堆得紧密,导热良好。不管试样的粒度如何,度企鹅密度不是很容易重复的,也会影响TG曲线形貌特征。


3、气氛对热分析实验结果的影响

对于形成气体产物的反应,如不将气体产物及时排除,或通过其他方式提高气氛中气体产物的分压,会使反应向高温移动。气氛气的导热性良好,有利于向体系提供更充分的热量,提高分解反应的速率。氩、氮和氦这三种惰性气体导热率与温度的关系是依次递增的。


4、浮力,对流和湍流对TG曲线的影响

样品支架所处介质空间气相密度随温度的升高二降低,因而浮力减小,表现为表观增重。对试样容器来说,朝上流动的空气引起表观失重,二空气湍流引起增重,这与坩埚的尺寸和形状有关,可借助于试样容器上方的出气孔加以调整,但使TG曲线在整个温度范围内没有表观质量变化是比较困难的。


5、装样的紧密程度对实验结果的影响

试样在坩埚中装填的松紧程度会影响热分解气体产物向周围介质空气的扩散和试样与气氛的接触。如一水合草酸钙CaC2O4·H2O的第二步失去一氧化碳CO的反应:CaC2O4·H2O→CaCO3+CO↑

当介质为空气时,如装样较松散,有充分的氧化气氛,则DSC曲线呈放热效应(峰温511℃),是CO的氧化:2CO+O2→2CO2,如装样较实,处于缺氧状态,则DSC曲线呈吸热效应。见下图。

装样较疏松(1)和较实(2)
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