第三组 DTA DSC
DTA与DSC
B 功率补偿型
热流型
• 在给予样品和参比品相同 的功率下，测定样品和参 比品两端的温差T，然后 根据热流方程，将T（温 差）换算成Q（热量差） 作为信号的输出。
• 优点： • 基线稳定 • 高灵敏度
功率补偿型
在样品和参比品始终保持相同温度的条件下，测定为满足 此条件样品和参比品两端所需的能量差，并直接作为信号 Q（热量差）输出。 优点： 精确的温度控制和测量 更快的响应时间和冷却速度 高分辨率
图 功率补偿型DSC结构 图
1-温差热电偶；2-补偿 电热丝；3-坩埚；4-电 炉；5-控温热电偶
DSC曲线
纵坐标：热流率（dH/dt）
曲线离开基线的位移代表样品 吸热或放热的速率（mJ·s-1）
曲线中峰或谷包围的面积代 表热量的变化。
横坐标：时间（t）或温度（T） DSC可以直接测量样品在发生物理或化学变化时的热效应。
实验影响因素
1. 扫描速度的影响 • 灵敏度随扫描速度提高而增加 • 分辨率随扫描速度提高而降低 • 扫描速度越快，灵敏度增加但分辨率下降 2. 样品制备的影响 • 样品几何形状： • 样品皿的封压： • 合适的样品量： 3. 升温速率的影响
差热分析 DTA
• 在程序控制温度下，测量物质和参比 物的温度差与温度关系的一种技术
确定Tg的方式是由玻璃化转变前后的直线部分取切线，再在实验曲线 上取一点，如图13-4a），使其平分两切线间的距离A，这一点所对应 的温度即为Tg。Tm的确定，对低分子纯物质来说，像苯甲酸，如图134（b），由峰的前部斜率最大处作切线与基线延长线相交，此点所对 应的温度取作为Tm。对聚合物来说，如图13-4（c）所示，由峰的两边 斜率最大处引切线，相交点所对应的温度取作为Tm，或取峰顶温度作 为Tm。Tc通常也是取峰顶温度。峰面积的取法如图13-3中（d）、（e） 所示。可用求积仪或数格法、亲朋好友纸称重法量出面积。如果峰前 峰后基线基本水平，峰对称，其面积以峰高乘半宽度，即A=h×Δ t1/2， 如图13-4（f）所示。
第10讲_热分析(DTA及DSC)_121207
3.主要影响因素
7.DTA/DSC提供的主要信息
热事件开始、峰值和结束的温度 热效应的大小和方向 参与热事件的物质的种类和量
8.定量DTA曲线方程
基本假设条件 ⑴试样、参比物和容器之间无温度梯度，温度均
匀。 ⑵试样、参比物和容器的热容不随温度变化而变
化。热阻保持不变。 ⑶加热源（炉子）向两个容器传导的热量与炉温
dTR dt
K TW
TR
此时，dTW dTS dTR dt dt dt
相减得：CS
CR
dTR dt
K T a
曲线的纵坐标
基线方程：
T
a
1 k
Cp
系统的时间常数 RCS 和曲线上任一点斜率的乘积
9.功率补偿型DSC曲线方程（gray理论）
dH f T或t
dt
一、基本原理
1、传统DTA的基本原理
将试样S和参比物R 置于以一定速率加热 或冷却的相同温度状 态的环境中，记录下 试样和参比物之间的 温差△T，并对时间或 温度作图，得到DTA 曲线。
经典DTA示意图
热电偶原理
1 ）在金属中有自由电子， 要使之逸出表面， 需施加能 量V（逸出功）。设有两金属A、B，Va>Vb, 则A，B 接触时自由电子由B流向A， 使A-， B+，并形成电位 差Vab’。 即 Vab’= Vb-Va。
曲线方程：
dH dt
dQ dt
CS
CR
dTR dt
RCS
d 2Q dt 2
DTA_DSC的功能说明与区别
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DTA测试曲线的分析
DSC测试曲线的分析
影响差示扫描量热法(DSC)的主要因 的主要因 影响差示扫描量热法 素
1、试验条件：程序升温速率 气氛 2、试样特性：试样用量、粒度、几何形状、 试样的稀释等
3842号项目内容流程二dsc测试仪的结构原理使用方法与仪器的维护方法四测试曲线的分析dta测试仪器的结构原理差热分析dta是在程序控制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
项目七 测试塑料 熔点
第三项目小组 项目经理：43号 小组成员：38-42号
项目内容流程
一、DTA测试仪的结构原理、使用方法 二、DSC测试仪的结构原理、使用方法与仪 器的维护方法 三、样品制备方式 四、测试曲线的分析
S
R 2 4 5 6
1 3
热流型DSC示意图 图3-3 热流型 示意图 1．康铜盘；2．热电偶热点；3．镍铬板； ．康铜盘； ．热电偶热点； ．镍铬板； 4．镍铝丝；5．镍铬丝；6．加热块 ．镍铝丝； ．镍铬丝； ．
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DSC测试仪器的使用方法
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DSC测试仪器的维护方法
1、定期清理样品室（采用酒精棉擦拭）样品 室的表面 2、出气通道的清理 3、保持压盖机的干净
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DSC测试仪的结构原理
差示扫描量热法(DSC)是在程序控制温度下，测量输给物质 和参比物的功率差与温度关系的一种技术。 DSC有功率补偿型和热流型两种类型
功率补偿型(Power Compensation) 功率补偿型 保持相同温度的条件下，测定为满足此条件样品和参 在样品和参比品始终保持相同温度的条件下 测定为满足此条件样品和参 保持相同温度的条件下 比品两端所需的能量差，并直接作为信号∆Q（热量差）输出。 比品两端所需的能量差 热流型(Heat Flux) 热流型 在给予样品和参比品相同的功率下 测定样品和参比品两端的温差∆T，然 相同的功率下，测定样品和参比品两端的温差 相同的功率下 测定样品和参比品两端的温差∆ 后根据热流方程，将∆T（温差）换算成∆Q（热量差）作为信号的输出。
热分析TG-DTA-DSC课件.
一、仪器因素 二、试样因素
仪器因素
升温速率 内气氛 支持器及坩埚材料 炉子的几何形状 热天平灵敏度
(1) 升温速率
对热重法影响比较大。 升温速率越大，所产生的热滞后现象越严重，
往往导致热重曲线上的起始温度 Ti和终止温度 Tf偏高。虽然分解温度随升温速率变化而变化， 但失重量保持恒定。 中间产物的检测与升温速率密切相关，升温速 率快不利于中间产物的检出，因为 TG 曲线上 拐点变得不明显，而慢的升温速率可得到明确 的实验结果。 热重测量中的升温速率不宜太快，一般以0.56℃/min为宜。
现代分析测试技术
第二章 热分析
•热重分析 •差热分析 •差示扫描量热法
热分析的分类
一、 热重法（ TG ） 热重法是在程序控制温度下，测量物质重量与温度关 系的一种技术。 二、 差热分析法（ DTA ） 差热分析法是在程序控制温度下，测量待测物质和 参比物之间的温度差与温度 ( 或时间 ) 关系的一种技术。 三、 差示扫描量热法（ DSC ） 差示扫描量热法是在程序控制温度下，测量输给待测 物质和参比物的能量差与温度 ( 或时间 ) 关系的一种技 术。
热分析的应用类型
1. 成份分析：无机物、有机物、药物和 高聚物的鉴别和分析以及它们的相图研 究。 2. 稳定性测定：物质的热稳定性、抗氧 化性能的测定等。 3.化学反应的研究：比如固-气反应研究、 催化性能测定、反应动力学研究、反应 热测定、相变和结晶过程研究。
热分析的应用类型
4. 材料质量测定：如纯度测定、物质的 玻璃化转变和居里点、材料的使用寿命 测定。 5. 环境监测：研究蒸汽压、沸点、易燃 性等。
聚合物的热谱分析——差示扫描量热法（DSC）-化学实验中心
聚合物的热谱分析——差示扫描量热法(DSC)一、实验目的1.了解DTA、DSC的原理。
2．掌握用DTA、DSC测定聚合物的T g、T c、T m、X D。
二、实验原理1．DTA图（11-1）是DTA的示意图。
通常由温度程序控制、气氛控制、变换放大、显示记录等部分所组成。
比较先进的仪器还有数据处理部分。
温度程序控制是使试样在要求的温度范围内进行温度控制，如升温、降温、恒温等，它包括炉子（加热器、制冷器等）、控温热电偶和程序温度控制器。
气氛控制是为试样提供真空、保护气氛和反应气氛，它包括真空泵、充气钢瓶、稳压阀、稳流阀、流量计等。
交换器是由同种材料做成的一对热电偶，将它们反向串接，组成差示热电偶，并分别置于试样和参比物盛器的底部下面，示差热电偶的电压信号，加以放大后送到显示记录。
参比物应选择那些在实验温度范围内不发生热效应的物质，如α-Al2O3、石英粉、MgO粉等，它的热容和热导率与样品应尽可能相近，当把参比物和试样同置于加热炉中的托架上等速升温时，若试样不发生热效应，在理想情况下，试样温度和参比物温度相等，ΔT＝0，差示热电偶无信号输出，记录仪上记录温差的笔仅划一条直线，称为基线。
另一支笔记参比物温度变化。
而当试样温度上升到某一温度发生热效应时，试样温度与参比物温度不再相等，ΔT≠0，差示热电偶有信号输出，这时就偏离基线而划出曲线。
ΔT随温度变化的曲线即DTA曲线。
温差ΔT作纵坐标，吸热峰向下，放热峰向上。
炉子的温度T w以一定的速度变化，基准物的温度T r在t＝0时与T w相等。
但当T w开始随时间增加时，由于基准物与容器有热容C r，发生一定的滞后；试样温度T s也相同，不同的热容，滞后的时间也不同，T w、T r、T s之间出现差距，在试样不发生任何热变化时ΔT呈定值，如图12-2所示。
其值与热容、热导和升温速度有关。
而热容、热导又随温度变化，这样，在整个升温过程中基线会发生不同程度的漂移。
DTA、DSC、TG、DTG测试方法和表征专题培训课件
（3）研究高聚物中单体含量对Tg的影响
聚甲基丙烯酸甲酯的差 热曲线，可以明显看 出，PMMA的MMA 含量不同则曲线形状 不同，玻璃化温度随 MMA含量的增加而 降低
（4）共聚物结构的研究
用分析手段测定共聚物的热转变，可借以阐明 无规，嵌段共聚物的形态结构。
在差热曲线出现两个峰，表明是嵌段乙丙共聚物，一个峰
试样较好。例如a.空的
坩埚b.0.2克c.0.6克
（2）样品粒度、形状和装填的影响
颗粒过大的试样会爆裂而造成TG曲线 形状异常。 样品的装填方式对TG有影响，主要是 改变了热传导及质量传递性能。样品 装填越紧密，接触越好，有利于热传 导。
（3）试样性质的影响
试样的比热、导热性和反应热对热重 曲线都有影响
3.4TG, DTG在高分子科学与工程中应用
TG, DTG 的定量性强，能准确测定物质的变 化速率
近年来在冶金学、漆料及油墨科学、制陶学、 食品工艺学、无机化学、有机化学、生物 化学及地球化学等学科中，热重法都有广 泛的应用。
热重法在高分子行业主要用来评估: 高分子材料的热稳定性 添加剂对热稳定的影响 氧化稳定性的测定 含湿量和添加剂含量的测定 反应动力学的研究和共聚物 共混物体系的定量分析 聚合物和共聚物的热裂解 热老化的研究等等
（6）用DSC直接计算热量和测定结晶度
DSC谱图具有热力学函数意义，因为 (dH/dt)/(dT/dt)=dH/dT=Cp(比热容)
dH/dt为DSC谱的纵坐标， dT/dt为升、降温 速率（在DSC实验中一般为定值），故纵 坐标的高低表明了此时样品比热的相对大 小。
用DSC法求得的熔融热可计算结晶性高聚物 的结晶度。
2.3.2操作条件方面的影响
DTA、DSC、TG、DTG测试方法及表征课件ppt
“热天平”这个词是日本东北大学教授本多光 太郎（K Honda）于1915年首次提出来的。 1953年W L De Keyser发明了微商热重法
我国第一台商品热天平是在60年代初由北京 光学仪器厂研制生产的
5
例2，低压聚乙烯的DTA 曲线，在空气中的差热 曲线上于熔融和分解两 吸收峰之间出现两个小 氧化峰（见图）。可见 在较高温度下氧化作用 是显著的。对于高聚物 氧化类化学反应，由于 反应热比熔融热大，故 须在惰性气体中实验。
1为在空气中，2为在氦气 中
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（3）研究高聚物中单体含量对Tg的影响
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（6）用DSC直接计算热量和测定结晶度
DSC谱图具有热力学函数意义，因为 (dH/dt)/(dT/dt)=dH/dT=Cp(比热容)
dH/dt为DSC谱的纵坐标， dT/dt为升、降温 速率（在DSC实验中一般为定值），故纵 坐标的高低表明了此时样品比热的相对大 小。
用DSC法求得的熔融热可计算结晶性高聚物 的结晶度。
1.4.DTA、DSC在研究高聚物中的应用
DTA，DSC在高聚物的研究中的应用十分广泛， 可以获得聚合物体系的各种转变温度。以及热 转变的各种参数，下面分成几个方面来介绍。 DSC和DTA在功能上基本相同，在研究聚合物 热，反应热及固化反应和高分子反应等方面这 两种方法是十分有效的。除此而外，以上的研 究中，DSC与DTA应用更占优势。
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2.1.1热重法的定义
热重法是在程序控制温度下，测量物质 的质量与温度或时间的函数关系的一种技 术
dta和dsc的纵坐标单位
dta和dsc的纵坐标单位
摘要：
I.引言
- 介绍dta 和dsc 的概念
II.dta 的纵坐标单位
- 解释dta 的含义
- 说明dta 的纵坐标单位为秒(s)
III.dsc 的纵坐标单位
- 解释dsc 的含义
- 说明dsc 的纵坐标单位为米(m)
IV.总结
- 总结dta 和dsc 的纵坐标单位
正文：
I.引言
在物理学中，dta 和dsc 是两种常见的坐标单位。
它们的纵坐标单位分别表示时间和距离。
II.dta 的纵坐标单位
dta 表示时间，它的纵坐标单位是秒(s)。
在物理学中，时间是一个基本的物理量，用于描述物体的运动状态。
时间的单位有多种，例如年、月、日、时、分、秒等。
在dta 坐标系中，纵坐标单位为秒，表示时间的长度。
III.dsc 的纵坐标单位
dsc 表示距离，它的纵坐标单位是米(m)。
距离是物理学中另一个基本的物理量，用于描述物体之间的空间位置关系。
距离的单位有多种，例如千米、米、英尺、码等。
在dsc 坐标系中，纵坐标单位为米，表示距离的长度。
常用热分析技术：差示扫描量热法(DSC)、差热分析(DTA)、热重分析(TAG)
常用热分析技术：差示扫描量热法（DSC）、差热分析（DTA）、热重分析（TAG）物质的物理状态和化学状态发生变化（如升华、氧化、聚合、固化、硫化、脱水、结晶、熔融、晶格改变或发生化学反应）时，往往伴随着热力学性质（如热焓、比热、导热系数等）的变化，故可通过测定其热力学性能的变化，来了解物质物理或化学变化的过程。
主要方法有：▪差热分析-DTA；▪差示扫描量热法-DSC；▪热重分析-TGA。
▪1. TG的基本原理TG：可调速的加热或冷却环境中，以被测物重量作为时间或温度的函数进行记录的方法。
DTG：微商热重曲线，热重曲线对时间或温度的一阶微商的方法获得的曲线。
2. 分析方法：升温法和恒温法升温法：样品在真空或其他任何气体中进行等速加温，样品将温度的升高发生物理变化和化学变化使原样品失重—动态法。
原理：在某特定的温度下，会发生重量的突变，以确定样品的特性。
恒温法：在恒温下，记录样品的重量变化作为时间的函数的方法。
3. 影响TGA数据的因素（1）气体的浮力和对流浮力的影响：样品周围的气体因温度的升高而膨胀，比重减小，则样品的TGA值增加。
对流的影响：对流的产生使得测量出现起伏。
（2）挥发物的再凝聚凝聚物的影响：物质分解产生的挥发物质可能凝聚在与称重皿相连而又较冷的部位上，影响失重的测定结果。
（3）样品与称量皿的反应反应的影响：某些物质在高温下会与称量皿发生化学反应而影响测定结果。
（4）升温速率的影响升温速率的影响：升温速率太快，TGA曲线会向高温移动；速度太慢，实验效率降低。
（5）样品用量和粒度用量和粒度影响：样品用量大，挥发物不易逸出，影响曲线比那话的清晰度；样品细，反应会提前影响曲线低温移动。
（6）环境气氛环境气氛对热失重曲线的影响4. 热重分析的应用热重分析主要研究在空气或惰性气氛材料的热稳定性、热分解作用和氧化分解等物理化学变化；也广泛用于涉及质量变化的所有物理过程。
根据热失重曲线可获得材料热分解过程的活化能和反应级数：k = dm/dt= A·mn·e-E/RT；ln(dm/dt) = lnA + nlnm- E/RT；获得n和E的方法：a. 示差法；b. 不同升温速率法；ln(d m/d t) = lnA + n ln m- E/RT；ln k= 0时，有：E/RT0= lnA + n ln m；T0—反应速度的对数为零时的温度；1. DSC的工作原理差示扫描量热法(DSC)是在程序控制温度条件下，测量输入给样品与参比物的功率差与温度关系的一种热分析方法。
热分析法—热重分析法(TG) 差热分析法(DTA) 差示扫描量热法( DSC) ppt课件
of the first Na-containing i-QC, i-Na13Au12Ga15,
which belongs to the Bergman type but has an
extremely low valence electron-to-atom (e/a)
value of 1.75
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140 780
180 205
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PPT课件Tຫໍສະໝຸດ ℃10差热分析法（DTA）
参比物：在测量温度范围 内不发生任何热效应的物 质，如-Al2O3、MgO等。
程序控温下， 测量物与参比 物的温差与温 度的关系 ΔT=f(T) 正峰：放热 倒峰：吸热
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差示扫描量热法
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亮点
金属氧化物薄层通常制备方法：原子层沉积、脉冲激 光沉积、化学气相沉积、射频溅射、喷墨印刷等方法。
本文—— “combustion” process in which the
heat required for oxide lattice formation is provided by the large internal energies of the precursors
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略：XRD 、电子迁移率等测试。。。。
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贰
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《应用化学》（德语：Angewandte Chemie） 每周出版一期 由德国化学会出版，由约翰威立公司发行。
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主要内容
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DSC测试仪的结构原理
差示扫描量热法(DSC)是在程序控制温度下，测量输给物质 和参比物的功率差与温度关系的一种技术。 DSC有功率补偿型和热流型两种类型
功率补偿型(Power Compensation) 功率补偿型 保持相同温度的条件下，测定为满足此条件样品和参 在样品和参比品始终保持相同温度的条件下 测定为满足此条件样品和参 保持相同温度的条件下 比品两端所需的能量差，并直接作为信号Q（热量差）输出。 比品两端所需的能量差 热流型(Heat Flux) 热流型 在给予样品和参比品相同的功率下 测定样品和参比品两端的温差T，然 相同的功率下，测定样品和参比品两端的温差 相同的功率下 测定样品和参比品两端的温差 后根据热流方程，将T（温差）换算成Q（热量差）作为信号的输出。
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差热分析仪DTபைடு நூலகம்的使用方法
1)打开稳压电源，待稳定后，开启仪器总电源及 各单元的电源开关，仪器预热约15min。 2)接通电源后，调整偏差指示仪表的指针。 3)接通冷却水。 4)调整仪器零点。 5)制样，放置参比物和试样 6) 选择程序控温置于“升温”，接通电炉开关并 按下“工作开关”。开启记录仪，输出图纸。 7) 测量结束，关闭记录仪走纸开关，切断电炉电 源并按下“停止”开关。 8)试验结束，切断各单元的开关、再关掉总电源、 气源和水源，并做好清理工作。
DTA和DSC的比较
DSC比DTA多一个补偿加热器 DSC比DTA多一个补偿加热器
用差示扫描量热法可以直接测量热量，差热 分析却不可以。 DTA在试样发生热效应时，试样的实际温度 已不是程序升温时所控制的温度而DSC由于 试样的热量变化随时可得到补偿，试样与参 比物的温度始终相等，避免了参比物与试样 之间的热传 。
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试样制备过程
不同样品的制样方式
分为薄膜、液体、纤维、不稳定样品
试样制备注意事项
1、不能用手直接接触试样 2、试样用量一般在50mg以下 3、粒料直径为0.5mm以下，切片厚度为 0.5~0.5mm，面积为0.25~4.0mm2 4、纤维试样的直径为0.5mm以下，长度 2.0mm以下
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DTA测试曲线的分析
DSC测试曲线的分析
影响差示扫描量热法(DSC)的主要因 的主要因 影响差示扫描量热法 素
1、试验条件：程序升温速率 气氛 2、试样特性：试样用量、粒度、几何形状、 试样的稀释等
项目七 测试塑料 熔点
第三项目小组 项目经理：43号 小组成员：38-42号
项目内容流程
一、DTA测试仪的结构原理、使用方法 二、DSC测试仪的结构原理、使用方法与仪 器的维护方法 三、样品制备方式 四、测试曲线的分析
DTA测试仪器的结构原理
差热分析（DTA）是在程序控制温度下，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差(T) 随温度或时间的变化关系 参比物是惰性材料，即在测定条件下不产生热效应 的材料。如氧化镁粉、石英粉。 在DAT试验中，样品温度的变化是由于相转变或反 应的吸热或放热效应引起的。
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热流型DSC示意图 图3-3 热流型 示意图 1．康铜盘；2．热电偶热点；3．镍铬板； ．康铜盘； ．热电偶热点； ．镍铬板； 4．镍铝丝；5．镍铬丝；6．加热块 ．镍铝丝； ．镍铬丝； ．
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DSC测试仪器的使用方法
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DSC测试仪器的维护方法
1、定期清理样品室（采用酒精棉擦拭）样品 室的表面 2、出气通道的清理 3、保持压盖机的干净
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测试曲线的分析
DTA测试曲线的分析
DSC测试曲线的分析
聚合物的典型DTA和DSC模式曲线 1)固-固—级转变，2)偏移的基线，3)熔融转变，4)降 解或气化，5)二级转变或玻璃化转变，6)结晶，7)固 化、交联、氧化等
影响差热分析DTA的主要因素 ： 的主要因素 影响差热分析
1)样品因素 包括试样粒度，参比物性质，惰 性稀释剂性质及制样过程等 2)实验条件的影响 包括试样量的影响，升温 速率的影响，炉内气氛的影响等。 3)仪器因素 例如加热方式及炉子的形状