第六章 热分析法
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24.04.2020
6.1 差热分析法（DTA）
6.1.4 DTA曲线分析与应用
DTA分析的基本理论 1）曲线的峰面积S∝反应热效应△H；
2）热效应相同的反应，传热系数K↓，S↑，灵敏度↑。
应用：依据DTA曲线特征，可定性分析物质的物理或化学变 化过程，还可依据峰面积半定量地测定反应热。 DTA中产生放热峰、吸热峰的原因
及热传导等，两者都应尽可能一致，否则可能出现基线偏移、 弯曲，甚至造成缓慢变化的假峰； c、炉内气氛： 静态气氛，一般为封闭系统，随着反应的进行，样品分
解出来的气体逐渐增加，使反应速度减慢，反应温度向 高温方向偏移。 动态气氛，气氛流经试样和参比物，分解产物所产生的 气体不断被动态气氛带走，控制好气体的流量就能获得 重现性好的实验结果。 d、记录纸速：不同的纸速使DTA峰形不同。 e、升温速率：影响峰形与峰位。
6.1.5 影响DTA曲线的主要因素
仪器因素：炉子的结构与尺寸、坩埚材料与形状、热电偶性 能等。
操作因素： a、试样的结晶度、纯度、颗粒度、用量及装填密度：影响峰
形和峰值
24.04.2020
6.1.5 影响DTA曲线的主要因素
操作因素： b、参比物与样品的对称性：包括用量、密度、粒度、比热容
2）应用： 研究物质的物理、化学变化。 进行定性、定量分析；为新材料的研制提供热性能数据；
指导生产、控制产品质量。 3）分类：
国际热分析协会ICTA将现有热分析技术分为9类17种
24.04.2020
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第六章 热分析法
概述——分类：
6.1 差热分析法（DTA）
6.1.2 差热分析仪
差热分析仪的结构：加热炉、试样容器、热电偶、温度控制 系统及信号放大、记录系统等。
1-参比物；2-样品；3-加热块；4-加热器；5-加热块热电偶；6-冰冷联结； 7-温度程控；8-参比热电偶；9-样品热电偶；10-放大器；11-x-y记录仪
24.04.2020
材料现代分析方法
第六章 热分析法
第六章 热分析法
概述
1）热分析（thermal analysis）法：在温度变化过程中测 量物质热性能技术的总称，即在程序控制温度条件下，测量 物质的物理性质与温度的关系的技术。
物质—— 试样本身或其反应产物；
程序控制温度—— 把温度看着是时间的函数
T=()
：时间
外延起始温度与反应起始温度最为接近，因此用外延起始温 度来表示反应的起始温度。
24.04.2020
6.1 差热分析法（DTA）
6.1.3 DTA曲线 吸热峰↓，放热峰↑的原因
不同物质在加热过 程中发生物理、化学变 化的温度、热焓变化均 不同，因此峰数、温度、 峰形和大小不同——应 用DTA进行物相定性、 定量分析的依据。
热分析法四大支柱：
6.1 差热分析DTA 6.2 差示扫描量热分析DSC 6.3 热重分析TG 6.4 热机械分析TMA
24.04.2020
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24.04.2020
表5-2 主要热分析技术的应用范围
24.04.2020
6.1 差热分析法（DTA）
差热分析（Differential Thermal Analysis，DTA）是在程 序控制温度下，测定物质和参比物之间的温度差和温度关系 的一种技术。 参 比 物 ： 测 量 温 度 范 围 内 不 发 生 任 何 热 效 应 的 物 质 ， 如 αAL2O3、MgO等。
24.04.2020
6.1.5 影响DTA曲线的主要因素
操作因素： e、升温速率： 升温↑，出现尖锐而狭窄的 峰； 影响相邻峰的分辨率，较 低的升温速度使相邻峰易 于分开，而升温速度太快 容易使相邻峰合并。
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6.1 差热分析法（DTA）
6.1.3 DTA曲线
横坐标：时间或温度
纵坐标：温度差ΔT
F
基线：ΔT 近似等于0 的区段
峰：吸热峰↓，放热峰↑
外延始点：峰的起始边陡峭部 分的切线与外延基线的交点， 如F。
峰顶温度不代表反应的终止温度，终止温度应为BC线上的某 一点；最大的反应速率也是在峰顶之前。所以峰温一般不能作 为鉴定物质的特征温度。
6.1.1 基本原理—— 温差热电偶
将两个反极性的热电偶串联起来， 就构成了可用于测定两个热源之间 温度差的温差热电偶。
实验过程中，试样和参比物同时 升温，将样品与参比物的温差作为 温度或时间的函数连续记录下来→ 差热分析（DTA）曲线。
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6.1.4 DTA曲线分析与应用 DTA法测定相图
测定的相图
DTA曲线
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6.1.4 DTA曲线Leabharlann Baidu析与应用 测定聚合物的Tg
聚苯乙烯的DTA曲线
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6.1.4 DTA曲线分析与应用 共混聚合物鉴定
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6.1 差热分析法（DTA）
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6.1.4 DTA曲线分析与应用
1、定性分析：定性表征和鉴别物质 依据：峰温、形状和峰数 方法：将实测样品DTA曲线与各种化合物的标准（参考）
DTA曲线对照。 标准卡片：萨特勒(Sadtler)研究室出版的卡片约2000张，麦 肯齐(Mackenzie)制作的卡片1662张(分为矿物、无机物与有 机物三部分)。 2、定量分析 依据：峰面积反映了物质的热效应（热焓），可用来定量计 算参与反应的物质的量或测定热化学参数。 3、借助标准物质，说明曲线的面积与化学反应、转变、聚合、 熔化等热效应的关系。
通常指线性升温、降温或恒温等；
物质的物性变化（状态变化）常用温度T量度，即某物理量
F=f(T)
则物性变化是时间的函数：F= f [()] = f()
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第六章 热分析法
概述
1）热分析（thermal analysis）法： 物理性质—— 质量、尺寸、焓（熔化、沸腾、升华、结 晶转变；脱水、降解、分解、氧化、还原、化合反应 等）、比热、机械特征或声、光、电、磁学特征等。
6.1 差热分析法（DTA）
6.1.4 DTA曲线分析与应用
DTA分析的基本理论 1）曲线的峰面积S∝反应热效应△H；
2）热效应相同的反应，传热系数K↓，S↑，灵敏度↑。
应用：依据DTA曲线特征，可定性分析物质的物理或化学变 化过程，还可依据峰面积半定量地测定反应热。 DTA中产生放热峰、吸热峰的原因
及热传导等，两者都应尽可能一致，否则可能出现基线偏移、 弯曲，甚至造成缓慢变化的假峰； c、炉内气氛： 静态气氛，一般为封闭系统，随着反应的进行，样品分
解出来的气体逐渐增加，使反应速度减慢，反应温度向 高温方向偏移。 动态气氛，气氛流经试样和参比物，分解产物所产生的 气体不断被动态气氛带走，控制好气体的流量就能获得 重现性好的实验结果。 d、记录纸速：不同的纸速使DTA峰形不同。 e、升温速率：影响峰形与峰位。
6.1.5 影响DTA曲线的主要因素
仪器因素：炉子的结构与尺寸、坩埚材料与形状、热电偶性 能等。
操作因素： a、试样的结晶度、纯度、颗粒度、用量及装填密度：影响峰
形和峰值
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6.1.5 影响DTA曲线的主要因素
操作因素： b、参比物与样品的对称性：包括用量、密度、粒度、比热容
2）应用： 研究物质的物理、化学变化。 进行定性、定量分析；为新材料的研制提供热性能数据；
指导生产、控制产品质量。 3）分类：
国际热分析协会ICTA将现有热分析技术分为9类17种
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第六章 热分析法
概述——分类：
6.1 差热分析法（DTA）
6.1.2 差热分析仪
差热分析仪的结构：加热炉、试样容器、热电偶、温度控制 系统及信号放大、记录系统等。
1-参比物；2-样品；3-加热块；4-加热器；5-加热块热电偶；6-冰冷联结； 7-温度程控；8-参比热电偶；9-样品热电偶；10-放大器；11-x-y记录仪
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材料现代分析方法
第六章 热分析法
第六章 热分析法
概述
1）热分析（thermal analysis）法：在温度变化过程中测 量物质热性能技术的总称，即在程序控制温度条件下，测量 物质的物理性质与温度的关系的技术。
物质—— 试样本身或其反应产物；
程序控制温度—— 把温度看着是时间的函数
T=()
：时间
外延起始温度与反应起始温度最为接近，因此用外延起始温 度来表示反应的起始温度。
24.04.2020
6.1 差热分析法（DTA）
6.1.3 DTA曲线 吸热峰↓，放热峰↑的原因
不同物质在加热过 程中发生物理、化学变 化的温度、热焓变化均 不同，因此峰数、温度、 峰形和大小不同——应 用DTA进行物相定性、 定量分析的依据。
热分析法四大支柱：
6.1 差热分析DTA 6.2 差示扫描量热分析DSC 6.3 热重分析TG 6.4 热机械分析TMA
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表5-2 主要热分析技术的应用范围
24.04.2020
6.1 差热分析法（DTA）
差热分析（Differential Thermal Analysis，DTA）是在程 序控制温度下，测定物质和参比物之间的温度差和温度关系 的一种技术。 参 比 物 ： 测 量 温 度 范 围 内 不 发 生 任 何 热 效 应 的 物 质 ， 如 αAL2O3、MgO等。
24.04.2020
6.1.5 影响DTA曲线的主要因素
操作因素： e、升温速率： 升温↑，出现尖锐而狭窄的 峰； 影响相邻峰的分辨率，较 低的升温速度使相邻峰易 于分开，而升温速度太快 容易使相邻峰合并。
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6.1 差热分析法（DTA）
6.1.3 DTA曲线
横坐标：时间或温度
纵坐标：温度差ΔT
F
基线：ΔT 近似等于0 的区段
峰：吸热峰↓，放热峰↑
外延始点：峰的起始边陡峭部 分的切线与外延基线的交点， 如F。
峰顶温度不代表反应的终止温度，终止温度应为BC线上的某 一点；最大的反应速率也是在峰顶之前。所以峰温一般不能作 为鉴定物质的特征温度。
6.1.1 基本原理—— 温差热电偶
将两个反极性的热电偶串联起来， 就构成了可用于测定两个热源之间 温度差的温差热电偶。
实验过程中，试样和参比物同时 升温，将样品与参比物的温差作为 温度或时间的函数连续记录下来→ 差热分析（DTA）曲线。
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6.1.4 DTA曲线分析与应用 DTA法测定相图
测定的相图
DTA曲线
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6.1.4 DTA曲线Leabharlann Baidu析与应用 测定聚合物的Tg
聚苯乙烯的DTA曲线
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6.1.4 DTA曲线分析与应用 共混聚合物鉴定
24.04.2020
6.1 差热分析法（DTA）
24.04.2020
6.1.4 DTA曲线分析与应用
1、定性分析：定性表征和鉴别物质 依据：峰温、形状和峰数 方法：将实测样品DTA曲线与各种化合物的标准（参考）
DTA曲线对照。 标准卡片：萨特勒(Sadtler)研究室出版的卡片约2000张，麦 肯齐(Mackenzie)制作的卡片1662张(分为矿物、无机物与有 机物三部分)。 2、定量分析 依据：峰面积反映了物质的热效应（热焓），可用来定量计 算参与反应的物质的量或测定热化学参数。 3、借助标准物质，说明曲线的面积与化学反应、转变、聚合、 熔化等热效应的关系。
通常指线性升温、降温或恒温等；
物质的物性变化（状态变化）常用温度T量度，即某物理量
F=f(T)
则物性变化是时间的函数：F= f [()] = f()
24.04.2020
第六章 热分析法
概述
1）热分析（thermal analysis）法： 物理性质—— 质量、尺寸、焓（熔化、沸腾、升华、结 晶转变；脱水、降解、分解、氧化、还原、化合反应 等）、比热、机械特征或声、光、电、磁学特征等。