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差热分析(differential thermal analysis,DTA) 差热分析法是用某种在一定实验温度下不发生任何化学反应和物理变化的稳定物质(参 比物)与等量的未知物在相同环境中等速变温的情况下相比较，未知物的任何化学和物 理上的变化，与和它处于同一环境中的标准物的温度相比较，都要出现暂时的增高或降 低。降低表现为吸热反应，增高表现为放热反应。

　　当给予被测物和参比物同等热量时，因二者对热的性质不同，其升温情况必然不同，通 过测定二者的温度差达到分析目的。以参比物与样品间温度差为纵座标，以温度为横座 标所得的曲线，称为DTA曲线。 在差热分析中，为反映这种微小的温差变化，用的是温差热电偶。它是由两种不同的金 属丝制成。通常用镍铬合金或铂铑合金的适当一段，其两端各自与等粗的两段铂丝用电 弧分别焊上，即成为温差热电偶。 在作差热鉴定时，是将与参比物等量、等粒级的粉末状样品，分放在两个坩埚内，坩埚 的底部各与温差热电偶的两个焊接点接触，与两坩埚的等距离等高处，装有测量加热炉 温度的测温热电偶，它们的各自两端都分别接人记录仪的回路中 在等速升温过程中，温度和时间是线性关系，即升温的速度变化比较稳定，便于准确地 确定样品反应变化时的温度。样品在某一升温区没有任何变化，即也不吸热、也不放热 ，在温差热电偶的两个焊接点上不产生温差，在差热记录图谱上是一条直线，已叫基线 。

　　如果在某一温度区间样品产生热效应，在温差热电偶的两个焊接点上就产生了温差， 从而在温差热电偶两端就产生热电势差，经过信号放大进入记录仪中推动记录装置偏离 基线而移动，反应完了又回到基线。吸热和放热效应所产生的热电势的方向是相反的， 所以反映在差热曲线图谱上分别在基线的两侧,这个热电势的大小，除了正比于样品的数 量外，还与物质本身的性质有关。不同的物质所产生的热电势的大小和温度都不同，所 以利用差热法不但可以研究物质的性质，还可以根据这些性质来鉴别未知物质。

　　许多物质在被加热或冷却的过程中，会发生物理或化学等的变化，如相变、脱水、分解或化合等过程。与此同时，必然伴随有吸热或放热现象。当我们把这种能够发生物理或化学变化并伴随有热效应的物质，与一个对热稳定的、在整个变温过程中无热效应产生的基准物(或叫参比物)在相同的条件下加热(或冷却)时，在样品和基准物之间就会产生温度差，通过测定这种温度差可了解物质变化规律，从而确定物质的一些重要物理化学性质，称为差热分析(Differential Thermal Analysis，DTA)。差热分析是在程序控制温度下，试样物质S和参比物R的温度差与温度关系的一种技术。差热分析原理如图8-1所示。

　　

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　　图8-1 差热分析原理示意图

　　试样S与参比物R分别装在分别装在两个坩埚内。在坩埚下面各有一个片状热电偶，这两个热电偶相互反接。对S和R同时进行程序升温，当加热到某一温度试样发生放热或吸热时，试样的温度TS会高于或低于参比物温度TR产生温度差ΔT，该温度差就由上述两个反接的热电偶以差热电势形式输给差热放大器，经放大后输入记录仪，得到差热曲线，即DTA曲线。另外，从差热电偶参比物一侧取出与参比物温度TR对应的信号，经热电偶冷端补偿后送记录仪，得到温度曲线，即T曲线。图8-2为完整的差热分析曲线，即DTA曲线及T曲线。纵坐标为ΔT，吸热向下(右峰)，放热向上(左峰)，横坐标为温度T(或时间)。

　　

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　　图8-2 差热分析曲线

　　现代差热分析仪器的检测灵敏度很高，可检测到极少量试样所发生各种物理 、化学变化，如晶形转变、相变、分解反应、交联反应等。图8-3是一种高聚合物典型的差热分析曲线，即ΔT- t曲线。图上反应 了该高聚合物玻璃化温度转变、结晶放热峰、熔融吸热峰、氧化放热峰、若分解吸热峰。

　　

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　　图8-3 一种高聚合物差热分析曲线

　　不同的物质由于它们的结构，成分，相态都不一样，在加热过程中发生物理，化学变化的温度高低和热焓变化的大小均不相同，因而在差热曲线上峰谷的数目，温度，形状和大小均不相同，这就是应用差热分析进行物相定性定、量分析的依据。热重分析是指在程序控制温度下，测量物质的质量与温度关系的一种技术。在此基础上记录的曲线是以质量为纵坐标、温度(或时间)为横坐标，即m-T曲线，为试样在程序控制温度下质量变化的曲线。

　　热重分析的测量原理是当坩埚重试样因热产生 质量 变化时，热天平 通过改变 线圈与磁铁间作用力的大小和方向，在热天平系统中消除因试样质量变化影起的位移，使天平恢复初始调节的平衡位置。因此，只要测量通过热天平系统中的热重平衡线圈的电流的大小变化，就能准确知道试样质量的变化情况。通过线圈的电流与试样质量的关系是：

　　I=(g/nB)m 或I=k·m

　　I为线圈中的电流，g为中的加速度，n为线圈匝数，B为磁场强度，m为试样质量，k为热天平常数。由此可见，若将I输送给记录仪记录下来，就可获得试样质量随温度(或时间)变化的曲线。 本实验所测的草酸钙CaC2O4·H2O，在100℃以前的热重曲线呈水平状态，为TG曲线中的第一平台;在100-226℃之间失重并开始出现第个二平台，这第二个平台一直维持到346℃，这一步失去的质量占试样总质量的12.5%，相当于每1mol CaC2O4·H2O失掉1mol H2O;在346-420℃之间失重并开始出现第三个平台，其失去的质量占试样总质量的19.35%,相当于每1mol CaC2O4分解出1mol CO;最后在660-840℃之间再失重30.3%，840-980℃之间为第四个平台。 搜狐博客 > ziran-1205 > 日志 > 测试 2006-12-22 | 差热分析法(DTA)

　　简介 标签： 差热分析 基线 热电偶 曲线 漂移 1.DTA的基本原理 差热分析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(ΔT)随温度或时间的变化关系。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。如:相转变，熔化，结晶结构的转变，沸腾，升华，蒸发，脱氢反应，断裂或分解反应，氧化或还原反应，晶格结构的破坏和其它化学反应。一般说来，相转变、脱氢还原和一些分解反应产生吸热效应;而结晶、氧化和一些分解反应产生放热效应。 差热分析的原理如图Ⅱ-3-1所示。将试样和参比物分别放入坩埚，置于炉中以一定速率 进行程序升温，以 表示各自的温度，设试样和参比物(包括容器、温差电偶等)的热容量Cs、Cr不随温度而变。则它们的升温曲线如图Ⅱ-3-2所示。若以 对t作图，所得DTA曲线

　　如图Ⅱ-3-3所示，在0-a区间，ΔT大体上是一致的，形成DTA曲线的基线。随着温度的增加，试样产生了热效应(例如相转变)，则与参比物间的温差变大，在DTA曲线中表现为峰。显然，温差越大，峰也越大，试样发生变化的次数多，峰的数目也多，所以各种吸热和放热峰的个数、形状和位置与相应的温度可用来定性地鉴定所研究的物质，而峰面积与热量的变化有关。 DTA曲线起止点温度和面积的测量 DTA曲线起止点温度的确定

　　如图Ⅱ-3-3所示，DTA曲线的起始温度可取下列任一点温度：曲线偏离基线之点Ta;曲线的峰值温度Tp;曲线陡峭部分切线和基线延长线这两条线交点Tp (外推始点，extrapolatedonset)。其中Ta与仪器的灵敏度有关，灵敏度越高则出现得越早，即Ta值越低，故一般重复性较差，Tp和Te的重复性较好，其中Te最为接近热力学的平衡温度。

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