材料的热失重分析tga
热重分析在材料研究中的应用
热重分析在材料研究中的应用热重分析（Thermal Gravimetric Analysis, TGA）是一种基于样品质量随温度变化的测试方法。
它能够分析热分解、氧化、还原、变质等过程对样品质量的变化。
因此，热重分析在材料研究中具有广泛的应用。
一、热重曲线及其解析热重曲线表示样品质量随温度的变化，通常包括三个阶段：失重阶段、稳定阶段和残留阶段。
失重阶段表示固态物质的挥发和裂解，稳定阶段表示化学反应出现和反应所需的能量已经被满足，残留阶段表示化学反应已经完成，残渣为功能性材料。
解析热重曲线旨在了解样品的热稳定性、反应性、蒸发、裂解、变质等过程以及相关反应动力学参数。
热重曲线是深度解析TGA结果的媒介。
二、热重分析在材料研究中的应用1. 聚合物材料研究聚合物材料在热重分析上表现为失重阶段和稳定阶段。
失重阶段是由于聚合物分子的红外伸缩振动引起的挥发和裂解；稳定阶段时，聚合物分子开始降解，表现出质量的下降。
2. 矿物材料研究常规的矿物TGA研究通常涉及热解和脱水反应的描述。
热重曲线可以展示出试样中水的（自然和化学地）失重、无机化合物的晶水失重及各种复杂反应的识别。
3. 金属和合金材料研究通过热重分析测试不同温度下金属和合金材料的热重曲线，可以分析金属和合金的相转换行为或氧化反应，进而了解金属结构的稳定性和寿命。
4. 纳米材料研究近年来，随着纳米技术的发展，热重分析被广泛应用于纳米材料的热稳定性以及纳米粒子对环境的影响研究中。
纳米颗粒的热稳定性是其在高温下应用于薄膜、复合材料及高温环境下使用颗粒摆件等研究中的核心问题。
5. 烟草材料研究热重分析是划分烟草样品烟叶组成的有效工具。
通过对各个阶段的热解特征和残留物的分析，可以了解烟草叶片中糖、含氮物、脂肪、苯丙素等成分分解行为及其影响。
三、热重分析技术的发展热重分析得到了广泛的应用，从实验准备到数据计算，科学家们都在通过各种技术进一步完善热重分析方法。
现有的热重分析仪器普遍具有高分辨率、高灵敏度、高可靠性等特点，使得样品量更小、样品组合性更强，精度也更高，从而使热重分析技术获得了长久的发展。
材料的热失重分析TGA
材料的热失重分析TGA材料的热失重分析（Thermogravimetric Analysis, TGA）是一种常见的物质分析技术，用于研究材料在升温过程中的质量变化。
它通过监测样品的质量随温度的变化来获得有关样品的热稳定性、亚稳态和分解行为的信息。
TGA的工作原理是将样品放置在恒定温度条件下，并连续测量样品的质量变化。
在实验过程中，样品通常在惰性气氛中进行加热，以避免氧气或其他杂质对样品的影响。
样品被加热至高温，然后根据样品的热解或分解行为，观察样品质量的变化。
TGA系统通常由测量单元、电子天平、样品容器和加热装置等组成。
测量单元用于对样品的质量变化进行监测，电子天平则是测量样品质量的关键部分。
样品容器通常由石英或陶瓷制成，以耐高温和腐蚀性气体。
加热装置通常使用电阻炉或激光等光源来提供加热能量。
TGA实验通常包括两个步骤：升温和恒温。
在升温阶段，样品被加热至所需温度，然后在一定的升温速率下持续加热。
这个阶段是为了观察样品的热解或分解行为，并确定相应的失重温度范围和速率。
在恒温阶段，样品将在恒定温度下保持一段时间，以观察样品的失重和稳定性。
通过分析TGA曲线，可以获得关于样品的一些重要信息。
首先，可以确定样品的热稳定性，即在一定温度范围内样品是否能够稳定保持质量。
其次，可以确定样品的热解温度，即样品开始失重的温度。
这个温度往往与样品的组成和结构有关，可以帮助判断材料的热稳定性和分解温度。
此外，还可以确定样品的失重速率，即样品在热解或分解过程中质量的减少速率。
这个信息可以提供有关样品的反应动力学和热动力学行为的线索。
除了热失重分析，TGA还可以与其他分析技术结合使用，如差示扫描量热分析（Differential Scanning Calorimetry, DSC）和气质联用技术（Gas Chromatography-Mass Spectrometry, GC-MS）等。
这些组合技术可以提供更多关于样品的化学和物理性质的信息。
tga热重分析仪
tga热重分析仪TGA热重分析仪是一种常用的实验仪器，它可以用于测量材料在加热过程中的质量变化以及热分解过程的温度范围和热分解特性。
TGA 是热重分析（Thermogravimetric Analysis）的缩写，利用其测量原理可以对各种材料的热稳定性和失重过程进行研究和分析。
TGA热重分析仪主要由加热炉、样品皿、天平、温度传感器、温度控制系统等组成。
在实验过程中，待测样品被放置在样品皿中，然后放入TGA热重分析仪中。
随后，通过控制加热炉的温度，对样品进行加热，并实时记录样品的质量变化，同时通过温度传感器对样品进行温度检测和控制。
TGA热重分析仪的原理是基于样品在加热过程中质量的变化来分析材料的性质。
当样品受热时，化学反应、热解、失水和失重等过程会导致样品质量的变化。
通过测量样品质量的变化，可以获得热解温度、失重速率等信息。
这些信息可以被广泛应用于材料科学、化学工程、聚合物材料、燃料研究等领域。
TGA热重分析仪在材料科学研究中有着广泛的应用。
例如，它可以用于研究材料的热稳定性，通过测量材料在不同温度下的失重情况来评估材料在高温环境下的稳定性。
此外，TGA还可以用于研究材料的热分解特性，通过分析样品的失重曲线和失重速率来确定材料热分解的温度范围和特征。
在聚合物材料领域，TGA热重分析仪也是一种常用的测试方法。
通过测量聚合物材料在加热过程中的失重情况，可以得到聚合物材料的热稳定性、热分解温度以及热解反应的动力学参数。
这些数据可以用于评估聚合物材料的可用性、稳定性和耐高温性能。
除了以上的应用领域，TGA热重分析仪还可以用于燃料研究、催化剂研究以及环境科学等领域。
在燃料研究中，TGA可以用于测量燃料的热值、燃烧性能和燃烧过程中的质量变化情况。
在催化剂研究中，TGA可以用于评估催化剂的稳定性、活性和失重过程。
在环境科学中，TGA可以用于分析和评估大气颗粒物、污染物和有机物的热分解特性。
综上所述，TGA热重分析仪是一种非常重要的实验仪器，可以通过测量样品在加热过程中的质量变化来研究和分析材料的热稳定性、热分解特性以及失重情况。
热失重法测定碳纤维复合材料树脂含量对应的标准
热失重法测定碳纤维复合材料树脂含量对应的标准热失重法（TGA）是一种常用的测定碳纤维复合材料树脂含量的方法。
该方法基于样品在升温过程中树脂热分解产生质量损失，通过测定样品的质量变化来计算树脂的含量。
以下是相关的参考内容：1. ASTM D6370-14: Standard Test Method for Rubber—Measurement of Cure and After-Cure Dynamic Properties Using a Forced-Harmonic-Distortion Test Method该标准方法详细描述了使用热失重法测定橡胶树脂含量的步骤和计算公式。
该方法适用于固体状的橡胶材料，并给出了不同温度和时间条件下的测试参数。
2. ISO 11357-6: Plastics—Differential Scanning Calorimetry (DSC)—Part 6: Determination of Oxidation Induction Time (isothermal OIT) and Induction Time (dynamic OIT)这个标准说明了使用热失重法测定塑料氧化感应时间的方法。
该方法测定样品在氧化过程中的质量损失，从而确定树脂含量。
3. JIS K 7125-1: Carbon fibre-reinforced plastics—Determinationof the thermogravimetric properties—Part 1: General introduction这个标准提供了热失重法测定碳纤维复合材料的总体介绍。
它介绍了热失重法的原理、设备要求、样品制备和测试程序等内容。
4. ISO 178: Plastics—Determination of flexural properties在这个标准中，热失重法作为一种方法被用于评估塑料的弯曲性能。
tg、tga热重分析仪
TGA-101 Thermo Gravimetric Analyzer
热失重法（TG/TGA）
热失重法（TGA）是在程序控制温度下测量物质 质量与温度关系的一种技术，物质受热时，发生 物理变化和化学变化，质量也随之改变。
右图体现了： 试样的热重时间、温度之间的关系
TGA-101热重分析仪的应用范围
热重分析仪（TG、TGA）是一种利用热重法检 测物质温度-质量变化关系的仪器。 测量与研究材料的如下特性: 热稳定性、分解过程、吸附与解吸、氧化与还原、 成份的定量分析、添加剂与填充剂影响、水份与 挥发物、反应动力学。 大展TGA-101热重分析仪的应用范围： 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。
TGA-101技术参数
1. 温度范围: 室温~1150℃ 2. 温度分辨率: 0.1℃ 3. 温度波动: ±0.1℃ 4. 升温速率: 1~80℃/min 5. 温控方式: 升温、恒温、降温 6. 冷却时间: 15min (1000℃…100℃) 7. 天平测量范围: 1mg～2g ,可扩展至30g 8. 解析度: 0.1μg 9. 恒温时间: 0～300min 任意设定 10.显示方式: 汉字大屏液晶显示 11.气氛装置: 内置气体流量计，包含两路气体切换和流 量大小控制 (气氛:惰性、氧化性、还原性、静态、动态) *气氛装置为选配 12.软件: 智能软件可自动记录TG曲线进行数据处理、打 印实验报表
13.数据接口: RSS-232接口，专用软件（软件不定期免费升级） 14.电源: AC220V 50Hz
热失重测试标准
热失重测试标准热失重测试（Thermogravimetric Analysis，TGA）被广泛用于材料研究、质量控制和热稳定性评估等领域。
下面将介绍热失重测试的标准及相关参考内容。
1. ASTM E1131-08：Standard Test Method for Compositional Analysis by Thermogravimetry，这个标准规定了使用热失重测试来进行材料组分分析的方法和程序。
其旨在通过测量样品的质量变化来确定材料中不同组分的质量百分比。
2. ASTM E2041-11：Standard Test Method for Estimating Kinetic Parameters by Differential Scanning Calorimeter or Thermogravimetric Analysis，此标准规定了利用差示扫描量热仪（DSC）或热失重仪（TGA）估算材料热动力学参数的方法，包括活化能和反应级数。
该测试方法对于研究化学反应、热分解和氧化等过程的动力学特性非常有用。
3. ASTM E1868-10：Standard Test Methods for Loss-On-Drying by Thermogravimetry，该标准规定了使用热失重测试测量材料中的水分含量的方法和程序。
此方法可以用于评估原材料和成品的含水量，以确定其质量和稳定性。
4. ASTM D6370-99(2013)：Standard Test Method for Rubber—Compositional Analysis by Thermogravimetry (TGA)，此标准规定了利用热失重测试来分析橡胶成分的方法和程序。
通过测量橡胶样品的质量变化，可以确定不同成分（如橡胶聚合物、填料和添加剂）的含量，用于质量控制和产品开发中的橡胶材料研究。
5. ISO 11358：Thermogravimetry of Polymers，该标准规定了使用热失重测试分析聚合物材料热分解、热稳定性和氧化降解等热性能的方法和程序。
材料的热失重分析(TGA)
材料的热失重分析(TGA)一、实验目的：1、了解热重分析实验原理、仪器结构及基本特点；2、了解同步热分析仪的应用；3、选用五水硫酸铜为样品，运用同步热分析仪对样品进行热失重分析二、实验原理：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。
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。
利用热重分析法，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。
热重分析仪的基本原理示意如下：炉体（Furnace）为加热体，在由微机控制的一定的温度程序下运作，炉内可通以不同的动态气氛（如N2、Ar、He等保护性气氛，O2、air等氧化性气氛及其他特殊气氛等），或在真空或静态气氛下进行测试。
在测试进程中样品支架下部连接的高精度天平随时感知到样品当前的重量，并将数据传送到计算机，由计算机画出样品重量对温度／时间的曲线（TG曲线）。
当样品发生重量变化（其原因包括分解、氧化、还原、吸附与解吸附等）时，会在TG曲线上体现为失重（或增重）台阶，由此可以得知该失／增重过程所发生的温度区域，并定量计算失／增重比例。
若对TG曲线进行一次微分计算，得到热重微分曲线（DTG曲线），可以进一步得到重量变化速率等更多信息。
三、实验仪器和材料实验仪器：STA8000，美国PE公司生产实验材料：五水硫酸铜四、实验步骤：1.检查氮气钢瓶内剩余压力是否大于2 MPa，如果总压力小于2 MPa时建议更换新的氮气钢瓶以防止残余气体中水分等杂质气体对实验结果产生负面影响；2.打开氮气钢瓶总压力阀，并调节减压阀压力小于等于2.0bar；3.打开STA 8000的制冷设备，如自来水或者水浴制冷机；4.打开STA 8000主机电源，等待20分钟以便仪器稳定；5.打开电脑主机，双击打开Pyris控制软件进入主控界面；6.设置STA样品温度至室温，如25度（具体为：在Go To Temp按钮下的输入框内键入目标温度值，然后单击Go To Temp按钮）；7.放入左右两个空陶瓷样品皿，点击Zero Weight按钮扣除皮重；8.将样品放入扣除皮重后的陶瓷样品皿中，重新放入STA 8000样品支架左边样品端，点击Sample Weight按钮称取样品重量；9.在Pyris软件的方法编辑窗口设置好测试方法；10.点击开始测试按钮，并切换软件界面至监视窗口，等待实验结束；11.拷贝数据并处理数据；12.将陶瓷样品皿从炉膛中取出并丢弃至指定位置（取样品皿时请确认样品温度已降至50度以下，陶瓷样品统一回收并采用高温灼烧方法清洗）；13.检查STA 8000炉膛的污染情况，如污染较为严重，请适时灼烧炉体或做相应清洗工作；14.关闭STA主控Pyris软件；15.关闭STA 主机电源；16.关闭STA制冷设备，如自来水或者水浴制冷机；17.关闭氮气钢瓶总压力阀，减压阀可保持常开状态（如果预见长时间不用STA仪器，请同时关闭总压力阀和减压阀）；18.做好仪器使用登记工作，以备后续查阅。
热重分析(TGA)-完整版资料
热重分析(TGA)Theory & Applications120612.57% Water (0.8753mg)10019.47% Carbon Monoxide (1.355mg)480Weight (%)30.07% Carbon Dioxide (2.093mg)2600 4020 0 200 400 600 800-2 1000Universal V3.4A TA InstrumentsTemperature (°C)Deriv. Weight (%/min)TGA: The TechniqueThermo gravimetric Analysis (TGA) measures the amount and rate of change in the weight of a material as a function of temperature or time in a controlled atmosphere.•样品在热环境中发生化学变化、分解、成分改变时可能伴随着重量的 变化。
•热重分析就是在不同的热条件（以恒定速度升温或等温条件下延长时 间）下对样品的质量变化加以测量的动态技术。
热重分析的结果用热重曲线或微分热重曲线表示。
2What TGA Can Tell You热稳定性 • Thermal Stability of Materials • Oxidative Stability of Materials 氧化稳定性 • Composition of Multi-component Systems 组成 产品寿命 • Estimated Lifetime of a Product 分解动力学 • Decomposition Kinetics of Materials • The Effect of Reactive or Corrosive Atmospheres 反应或腐蚀气氛对材料的影响 on Materials • Moisture and Volatiles Content of Materials材料水分和挥发份含量3Mechanisms of Weight Change in TGAWeight Loss:Decomposition: The breaking apart of chemical bonds. Evaporation: The loss of volatiles with elevated temperature. Reduction: Interaction of sample to a reducing atmosphere (hydrogen, ammonia, etc). Desorption.Weight Gain:Oxidation: Interaction of the sample with an oxidizing atmosphere. Absorption. All of these are kinetic processes (i.e. there is a rate at which they occur).4TG曲线 积分型曲线DTG曲线 微分型曲线5初始热分解 温度(B、G)最大失重 速率温度反应终了温 度(C、H)6影响热重测定的因素: Purge Gas• TGA: Always purge through balance housing with dry inert gas • TGA: Only introduce reactive/corrosive gases through samplearea/furnace housing • Nitrogen most common. • Helium often provides best baseline but will make furnace work hard at high temperature. • Air can sometimes improve resolution because of differences in the oxidative stability (versus thermal stability) of components. 气氛不同反应机理的不同。
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材料的热失重分析(TGA)
一、实验目的：
1、了解热重分析实验原理、仪器结构及基本特点；
2、了解同步热分析仪的应用；
3、选用五水硫酸铜为样品，运用同步热分析仪对样品进行热失重分析
二、实验原理：
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。
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。
利用热重分析法，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。
热重分析仪的基本原理示意如下：
炉体（Furnace）为加热体，在由微机控制的一定的温度程序下运作，炉内可通以不同的动态气氛（如N2、Ar、He等保护性气氛，O2、air等氧化性气氛及其他特殊气氛等），或在真空或静态气氛下进行测试。
在测试进程中样品支架下部连接的高精度天平随时感知到样品当前的重量，并将数据传送到计算机，由计算机画出样品重量对温度／时间
的曲线（TG曲线）。
当样品发生重量变化（其原因包括分解、氧化、还原、吸附与解吸附等）时，会在TG曲线上体现为失重（或增重）台阶，由此可以得知该失／增重过程所发生的温度区域，并定量计算失／增重比例。
若对TG曲线进行一次微分计算，得到热重微分曲线（DTG曲线），可以进一步得到重量变化速率等更多信息。
三、实验仪器和材料
实验仪器：STA8000，美国PE公司生产
实验材料：五水硫酸铜
四、实验步骤：
1.检查氮气钢瓶内剩余压力是否大于 2 MPa，如果总压力小于 2 MPa时建议更换新的氮
气钢瓶以防止残余气体中水分等杂质气体对实验结果产生负面影响；
2.打开氮气钢瓶总压力阀，并调节减压阀压力小于等于；
3.打开STA 8000的制冷设备，如自来水或者水浴制冷机；
4.打开STA 8000主机电源，等待20分钟以便仪器稳定；
5.打开电脑主机，双击打开Pyris控制软件进入主控界面；
6.设置STA样品温度至室温，如25度（具体为：在Go To Temp按钮下的输入框内键入
目标温度值，然后单击Go To Temp按钮）；
7.放入左右两个空陶瓷样品皿，点击Zero Weight按钮扣除皮重；
8.将样品放入扣除皮重后的陶瓷样品皿中，重新放入STA 8000样品支架左边样品端，点
击Sample Weight按钮称取样品重量；
9.在Pyris软件的方法编辑窗口设置好测试方法；
10.点击开始测试按钮，并切换软件界面至监视窗口，等待实验结束；
11.拷贝数据并处理数据；
12.将陶瓷样品皿从炉膛中取出并丢弃至指定位置（取样品皿时请确认样品温度已降至
50度以下，陶瓷样品统一回收并采用高温灼烧方法清洗）；
13.检查STA 8000炉膛的污染情况，如污染较为严重，请适时灼烧炉体或做相应清洗
工作；
14.关闭STA主控Pyris软件；
15.关闭STA 主机电源；
16.关闭STA制冷设备，如自来水或者水浴制冷机；
17.关闭氮气钢瓶总压力阀，减压阀可保持常开状态（如果预见长时间不用STA仪器，
请同时关闭总压力阀和减压阀）；
18.做好仪器使用登记工作，以备后续查阅。
五、结果与分析
测试完成后，记录仪器绘制的曲线，处理数据，得出五水硫酸铜分几步失水，每步失水温度、失水量，并通过计算推断出其分步失水过程。