熱分析是在程序控制溫度下測(cè)量物質(zhì)的物理性質(zhì)與溫度關(guān)系的一類(lèi)技術(shù)。下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的熱分析技術(shù)論文，希望你們喜歡。

　　熱分析技術(shù)論文篇一

　　淺談熱分析技術(shù)

　　摘要：熱分析是在程序控制溫度下測(cè)量物質(zhì)的物理性質(zhì)與溫度關(guān)系的一類(lèi)技術(shù)。能快速準(zhǔn)確地測(cè)定物質(zhì)的晶型轉(zhuǎn)變、熔融、升華、吸附、脫水、分解等變化，對(duì)無(wú)機(jī)、有機(jī)及高分子材料的物理及化學(xué)性能方面，是重要的測(cè)試手段。熱分析技術(shù)在物理、化學(xué)、化工、冶金、地質(zhì)、建材、燃料、輕紡、食品、生物等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

　　關(guān)鍵詞：熱分析;程序控制;測(cè)試手段

　　1.熱分析定義

　　熱分析(thermal analysis，TA)是指用熱力學(xué)參數(shù)或物理參數(shù)隨溫度變化的關(guān)系進(jìn)行分析的方法。國(guó)際熱分析協(xié)會(huì)(International Confederation for Thermal Analysis，ICTA)于1977年將熱分析定義為：“熱分析是測(cè)量在程序控制溫度下，物質(zhì)的物理性質(zhì)與溫度依賴關(guān)系的一類(lèi)技術(shù)。”根據(jù)測(cè)定的物理參數(shù)又分為多種方法。熱分析是在程序控制溫度下測(cè)量物質(zhì)的物理性質(zhì)與溫度關(guān)系的一類(lèi)技術(shù)。這里所說(shuō)的“程序控制溫度”[1]一般指線性升溫或線性降溫，當(dāng)然也包括恒溫、循環(huán)或非線性升溫、降溫。這里的“物質(zhì)”指試樣本身和(或)試樣的反應(yīng)產(chǎn)物，包括中間產(chǎn)物。定義中的“物理性質(zhì)”包括質(zhì)量、溫度、熱焓變化、尺寸、機(jī)械特性、聲學(xué)特性、光學(xué)特性、電學(xué)及磁學(xué)特性等等。

　　2.熱分析的起源及發(fā)展

　　在熱分析的發(fā)展歷史上.人們最早發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用的是熱重法[2]。熱重法的出現(xiàn)證明了人類(lèi)對(duì)熱及熱重認(rèn)識(shí)的深化和使用的成功。大約公元前五萬(wàn)年，人類(lèi)就學(xué)會(huì)了使用火，這是人類(lèi)控制熱的開(kāi)始。公元前332—330年，古埃及人提煉金時(shí)使用的稱重法是人類(lèi)學(xué)會(huì)稱重的標(biāo)志。然而，真正把重量與熱聯(lián)系起來(lái)還是十八世紀(jì)的事，1780年英國(guó)人Higgins在研究石灰粘結(jié)劑和生石灰的過(guò)程中第一次用天平測(cè)量了試樣受熱時(shí)所產(chǎn)生的重量變化。1786年英國(guó)人Wedsnood在研究粘土?xí)r測(cè)出了第一條熱重曲線，觀察到將粘土加熱到“暗紅”時(shí)出現(xiàn)明顯失重。這就是熱重法的開(kāi)始。

　　差熱分析應(yīng)該說(shuō)起源于法國(guó)。1887年法國(guó)人Chatelier將一個(gè)鉑-鉑/10%銠熱電偶插入受熱的粘土試樣中測(cè)量了粘土的變化過(guò)程。由于Chatelier只用了一根熱電偶，因而，嚴(yán)格說(shuō)只能叫熱分析，算不上差熱分析。1899年英國(guó)人Roberts和Austen采用兩個(gè)熱電偶反相連接，一個(gè)熱電偶插入樣品中，另一個(gè)插到參比物內(nèi)，通過(guò)一鏡式檢流計(jì)顯示輸出信號(hào)，直接記錄樣品和參比物之間的溫差隨時(shí)間的變化規(guī)律，這才是差熱分析的真正含義。

　　應(yīng)該指出，1955年以前，在差熱分析實(shí)驗(yàn)中，一般都是將熱電偶的接點(diǎn)直接插入試樣和參比物。1955年Boersma指出了這種做法的弊病，并開(kāi)始把熱電偶的接點(diǎn)埋入具有兩個(gè)空穴的鎳均溫塊中，樣品和參比物分別放在兩個(gè)空穴中。直至今日，差熱分析儀仍用Boersma的這個(gè)方法。

　　1964年，Walrson和O’hei等人發(fā)表了關(guān)于“差示掃描量熱法”的文章，提出了“差示掃描量熱”的概念，后來(lái)被Perkin-Elmer公司所采用，成功研制了差示掃描量熱儀(或DSC儀)，由于DSC儀能直接測(cè)量物質(zhì)在程序溫度下所發(fā)生的熱量變化(以毫卡計(jì))，而且定量性和重復(fù)性都很好，因此它一出現(xiàn)就受到人們的普遍重視。現(xiàn)在差示掃描量熱儀的品種及差示掃描量熱法的應(yīng)用都發(fā)展很快。目前DSC儀器從設(shè)計(jì)原理上看可分為兩大類(lèi)：一類(lèi)稱為“功率補(bǔ)償式DSC”，另一類(lèi)稱“熱流式DSC”，后者屬于定量型DTA。

　　3.熱分析的地位和作用

　　熱分析所研究的是物質(zhì)受熱所引起的各種物理變化和化學(xué)變化過(guò)程，這就決定了它必然和各學(xué)科中的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)問(wèn)題有親緣關(guān)系，就此一點(diǎn)已足以使熱分析技術(shù)成為各學(xué)科間的通用技術(shù)，并在各學(xué)科間占有特殊重要的地位。

　　熱分析在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐中的作用不斷擴(kuò)大，與日俱增。熱分析主要在以下幾個(gè)方面得到應(yīng)用[2]：

　　(1)為分析和研究材料的結(jié)構(gòu)與性能，法學(xué)破案，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品質(zhì)量的分析和控制提供標(biāo)準(zhǔn)的和例行的檢驗(yàn)方法;

　　(2)為分子生物學(xué)及生物材料(生物膜、蛋白質(zhì)、酶、核酸、頭發(fā)及骨骼和皮組織)提供有力的理論研究和實(shí)驗(yàn)分析工具;

　　(3)為各學(xué)科的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)研究提供操作簡(jiǎn)便、快速、靈敏的等溫法和非等溫法研究手段，而且樣品用量少，應(yīng)用范圍廣;

　　(4)為熱化學(xué)和分析化學(xué)提供新的研究方法從而豐富了它們的研究?jī)?nèi)容;

　　(5)通過(guò)建立各種礦物、無(wú)機(jī)物和有機(jī)物熱分析標(biāo)準(zhǔn)曲線，為鑒定物質(zhì)提供了極其重要的科學(xué)根據(jù)。

　　4.熱分析的現(xiàn)狀和未來(lái)

　　4.1儀器方面

　　現(xiàn)代熱分析儀器，一般說(shuō)來(lái)由樣品支持器、能量轉(zhuǎn)變放大系統(tǒng)、程序溫度控制系統(tǒng)、記錄顯示系統(tǒng)、氣氛控制系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成。由于電子技術(shù)的發(fā)展，集成電路和微電子學(xué)給人們提供了改進(jìn)儀器的理論和物質(zhì)條件，大大提高了熱分析儀器的靈敏度和重現(xiàn)性。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用又使熱分析儀器朝著操作和數(shù)據(jù)處理的自動(dòng)化邁進(jìn)了一大步，再加上先進(jìn)的熱工測(cè)量技術(shù)、陶瓷、金屬、塑料等結(jié)構(gòu)材料的武裝，使得當(dāng)今的熱分析儀器不僅是當(dāng)代某些最新科學(xué)技術(shù)的集中表現(xiàn)，而且一定程度上幾乎成了精美的藝術(shù)品。

　　未來(lái)的熱分析儀器，在以下幾方面發(fā)展較快：

　　(1)高準(zhǔn)確度、高靈敏度、重復(fù)性好、適于各種溫度、各種環(huán)境氣氛的熱分析儀，以滿足科研工作的需要;

　　(2)具有足夠靈敏度，但經(jīng)久耐用，價(jià)格低廉的簡(jiǎn)易熱分析儀以滿足教學(xué)和生產(chǎn)的需要;

　　(3)熱分析儀器的聯(lián)用裝置，尤其是色譜、質(zhì)譜等儀器與熱分析儀器的聯(lián)用可使熱分析的宏觀測(cè)試結(jié)果與物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來(lái)為研究物質(zhì)在受熱時(shí)所引起的各種變化提供更豐富的信息;

　　(4)逐步實(shí)現(xiàn)熱分析儀器的系列化，通用化和自動(dòng)化，尤其是數(shù)字顯示系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)的應(yīng)用。

　　4.2應(yīng)用方面

　　熱分析實(shí)質(zhì)上是一類(lèi)多學(xué)科通用的分析測(cè)試技術(shù)，現(xiàn)在它普遍應(yīng)用的領(lǐng)域包括無(wú)機(jī)、有機(jī)、化工、冶金、陶瓷、玻璃、醫(yī)藥、食品、塑料、橡膠、土壤、炸藥、地質(zhì)、建筑、電子等，在今后熱分析在海洋、能源、生物及空間技術(shù)科學(xué)方面的應(yīng)用將會(huì)不斷擴(kuò)大。(作者單位：黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)工程學(xué)院)

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]Flynn.J.H,Thermal decomposition kinetics[J].1992,203(1):519-526

　　[2]陳鏡泓,李傳儒.熱分析及其應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社,1985

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