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革新熱分析:差示掃描量熱儀的六大技術亮點

更新時間:2025-03-03      點擊次數(shù):833
  差示掃描量熱儀是一種用于測量物質(zhì)內(nèi)部熱轉(zhuǎn)變溫度及其相關熱流變化的高精度儀器,廣泛應用于物理學、材料科學、化學、制藥等多個領域?;驹硎潜O(jiān)測樣品和參比之間的溫度差(熱流)隨時間或溫度變化而變化的過程。當樣品和參比處于溫度相同的均溫區(qū)時,若樣品沒有熱變化,則樣品端和參比端的溫度均按照預先設定的溫度變化,此時溫差ΔT=0。然而,當樣品發(fā)生變化(如熔融)時,提供給樣品的熱量將用來維持其熔融狀態(tài),而參比端溫度仍按照爐體升溫,從而導致參比端溫度高于樣品端溫度,形成溫度差。這種溫度差的變化以曲線記錄下來,即形成了DSC的原始數(shù)據(jù)。
  差示掃描量熱儀的技術特點主要包括以下幾個方面:
  1、測量精度高
  高精度溫度控制:能夠精確控制測量過程中的溫度變化,溫度分辨率可達到較高水平,如0.1℃甚至更高。這使得在研究材料的熱轉(zhuǎn)變時,可以更準確地確定轉(zhuǎn)變發(fā)生的具體溫度點,例如玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、熔融溫度等,為材料性能的評估提供更可靠的依據(jù)。
  高靈敏度的熱流測量:對樣品與參比物之間的熱流差異具有高靈敏度的檢測能力,能夠檢測到微小的熱量變化。這對于研究一些熱效應較弱的物理或化學過程非常重要,比如高分子鏈段的微小運動、結(jié)晶過程中的潛熱變化等。
  2、溫度范圍寬
  差示掃描量熱儀的使用溫度范圍很廣,一般可以從室溫以下(如-175℃)到高溫(如725℃),甚至更寬的范圍,能夠滿足不同類型材料在不同溫度條件下的測試需求。無論是研究低溫下的玻璃化轉(zhuǎn)變,還是高溫下的熔融、分解等過程,都可以在該儀器的溫度范圍內(nèi)進行。
  3、樣品用量少
  通常只需要少量的樣品即可進行測試,一般在毫克級別。這不僅節(jié)省了樣品,而且對于一些珍貴、稀有的材料來說,可以減少因大量取樣而造成的浪費和對樣品本身的破壞,同時也降低了測試成本。
  4、定量分析能力強
  直接測量熱力學參數(shù):可以直接測量多種熱力學和動力學參數(shù),如比熱容、反應熱、轉(zhuǎn)變熱、相圖、反應速率、結(jié)晶速率、高聚物結(jié)晶度、樣品純度等。通過這些參數(shù)的定量分析,可以深入了解材料的熱性質(zhì)和相關化學反應的機理。
  準確的熱量定量:能夠準確地測定樣品在熱反應過程中吸收或放出的熱量,這對于研究材料的熱穩(wěn)定性、反應熱效應等具有重要意義。例如在藥物研發(fā)中,可以通過DSC準確測定藥物的熱分解溫度和分解熱,為藥物的儲存條件和有效期提供參考。
  5、多種功能模式
  升溫、降溫及恒溫控制:可以在程序控制下實現(xiàn)升溫、降溫和恒溫等多種溫度變化模式,以模擬不同的實際工況條件。這對于研究材料在不同溫度歷史下的結(jié)構和性能變化非常有幫助,比如研究聚合物的熱老化性能、金屬材料的熱處理工藝優(yōu)化等。
  氣氛控制:具備氣氛控制功能,能夠在不同的氣氛環(huán)境(如氮氣、氧氣、空氣等)中進行測試。氣氛的選擇可以根據(jù)樣品的性質(zhì)和測試目的來確定,例如在研究材料的氧化反應時,可以使用氧氣氣氛;在防止樣品氧化的情況下,可以使用氮氣氣氛。
  6、操作簡便且自動化程度高
  友好的人機界面:采用液晶顯示屏等直觀的顯示方式,操作界面友好,用戶可以方便地設置測試參數(shù)、查看測試數(shù)據(jù)和結(jié)果。同時,儀器通常還配備了鼠標、鍵盤等輸入設備,方便用戶進行操作。
  自動化測試流程:具有自動化的測試流程,從樣品的安裝、溫度的控制到數(shù)據(jù)的采集和處理,都可以通過計算機程序自動完成。這大大提高了測試的效率和準確性,減少了人為因素對測試結(jié)果的影響。

差示掃描量熱儀

 

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