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熱分析聯(lián)用儀主要結(jié)構(gòu)講解

更新時(shí)間:2025-03-13      點(diǎn)擊次數(shù):13
熱分析聯(lián)用儀是一種將熱分析技術(shù)與其他分析技術(shù)(如質(zhì)譜、紅外光譜等)相結(jié)合的儀器,以下是其詳細(xì)介紹:

1.基本原理

-熱重分析法(TGA):是在程序控制溫度下,測(cè)量物質(zhì)質(zhì)量與溫度關(guān)系的一種技術(shù)。被測(cè)物質(zhì)在加熱過(guò)程中發(fā)生升華、汽化、分解出氣體或失去結(jié)晶水等變化,通過(guò)高精度傳感器和位移測(cè)量系統(tǒng),精確記錄樣品在不同溫度下的尺寸變化,從而得到熱重曲線(TG曲線),反映樣品的質(zhì)量變化情況。

-差示掃描量熱法(DSC):使樣品處于一定的溫度程序控制下,觀察樣品端和參比端的熱流功率差隨溫度或時(shí)間的變化過(guò)程,以此獲取樣品在溫度程序過(guò)程中的吸熱、放熱、比熱變化等相關(guān)熱效應(yīng)信息,計(jì)算熱效應(yīng)的吸放熱量(熱焓)與特征溫度。

-熱機(jī)械分析(TMA):用于測(cè)量物質(zhì)在溫度變化時(shí)尺寸變化特性,如膨脹、收縮等。通過(guò)對(duì)材料施加一定的負(fù)載,觀察其形變隨溫度的變化,從而得到熱機(jī)械曲線,反映材料的熱膨脹系數(shù)、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度等物理性能。

-逸出氣分析技術(shù):當(dāng)樣品在熱分析儀中受熱分解時(shí),會(huì)產(chǎn)生一些揮發(fā)性產(chǎn)物,通過(guò)特定的接口將這些逸出氣體導(dǎo)入到質(zhì)譜儀(MS)、傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)等儀器中進(jìn)行檢測(cè)和分析,以確定逸出氣體的成分和結(jié)構(gòu)。

2.熱分析聯(lián)用儀主要結(jié)構(gòu)

-熱分析部分:包括熱天平、爐體加熱系統(tǒng)、程序控溫系統(tǒng)、氣氛控制系統(tǒng)等,用于精確控制樣品的溫度和氣氛環(huán)境,并測(cè)量樣品的質(zhì)量變化。

-聯(lián)用接口部分:如毛細(xì)管連接、氣體輸送管等,負(fù)責(zé)將熱分析部分產(chǎn)生的氣體或揮發(fā)物傳輸?shù)较鄳?yīng)的檢測(cè)儀器中。

-檢測(cè)儀器部分:根據(jù)聯(lián)用的具體類(lèi)型,可配備質(zhì)譜儀、傅里葉變換紅外光譜儀等,用于對(duì)逸出氣體的成分和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。

-數(shù)據(jù)處理系統(tǒng):采集和處理各部分儀器輸出的數(shù)據(jù),以便用戶(hù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和結(jié)果解釋。

3.應(yīng)用領(lǐng)域

-材料研究:可用于研究各種材料的熱穩(wěn)定性、熱分解機(jī)理、成分分析等。例如,分析高分子材料的熱降解過(guò)程、無(wú)機(jī)材料的相變、金屬材料的氧化還原反應(yīng)等。

-能源領(lǐng)域:對(duì)于煤炭、石油、天然氣等能源物質(zhì)的熱值測(cè)定、燃燒特性研究以及新能源材料的性能評(píng)估等方面具有重要應(yīng)用。

-環(huán)境科學(xué):可用于研究環(huán)境污染物的熱分解行為、大氣顆粒物的組成分析等,為環(huán)境保護(hù)和污染治理提供依據(jù)。

-藥物研發(fā):在藥物的熱穩(wěn)定性測(cè)試、藥物與輔料的相互作用研究、藥物制劑的質(zhì)量監(jiān)控等方面發(fā)揮重要作用。

-食品工業(yè):可用于分析食品的成分、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、加工工藝優(yōu)化以及食品包裝材料的性能評(píng)估等。

綜上所述,該儀器通過(guò)多種技術(shù)的聯(lián)合運(yùn)用,能夠更全面地了解樣品在受熱過(guò)程中的物理化學(xué)變化,為科研和工業(yè)生產(chǎn)提供了有力的支持。 
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