差热分析实验VIP免费

1 差热分析 §1 差热分析的基本原理 差热分析(DTA)是在程序控制温度下测量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。描述这种关系的曲线称为差热曲线或 DTA 曲线。由于试样和参比物之间的温度差主要取决于试样的温度变化，因此就其本质来说，差热分析是一种主要与焓变测定有关并籍此了解物质有关性质的技术。 一、差热曲线的形成及差热分析的一般特点 物质在加热或冷却过程中会发生物理变化或化学变化，与此同时，往往还伴随吸热或放热现象。伴随热效应的变化，有晶型转变、沸腾、升华、蒸发、熔融等物理变化，以及氧化还原。分解、脱水和离解等化学变化。另有—些物理变化，虽无热效应发生但比热容等某些物理性质也会发生改变、这类变化如玻璃化转变等。物质发生焓变时质量不一定改变，但温度是必定会变化的。差热分析正是在物质这类性质基础上建立的一种技术。 若将在实验温区内呈热稳定的已知物质(即参比物)和试样一起放人一个加热系统中(见图 1)，并以线性程序温度对它们加热。在试样没有发生吸热或放热变化且与程序温度间不存在温度滞后时，试样和参比物的温度与线性程序温度是一致的。若试样发生放热变化，由于热量不可能从试样瞬间导出，于是试样温度偏离线性升温线，且向高温方向移动。反之、在试样发生吸热变化时，由于试样不可能从环境瞬间吸取足够的热量，从而使试样温度低于程序温度。只有经历一个传热过程试样才能回复到与程序温度相同的温度。 图 1 加热和测定试样与参比物温度的装置示意图 在试样和参比物的比热容、导热系数和质量等相同的理想情况，用图 1 装置测得的试样和参比物的温度及它们之间的温度差随时间的变化如图 2 所示。图中参比物的温度始终与程序温度—致，试样温度则随吸热和放热过程的发生而偏离程序温度线。当 Ts-TR 即△T 为零时，图中参比物与试样温度一致，两温度线重合，在△ T 曲线则为一条水平基线。 2 图2 线性程序升温时试样和参比物的温度及温度差随时间的变化 试样吸热时△T <0，在△T 曲线上是一个向下—的吸热峰。当试样放热时，△T >0，在△T 曲线上是一个向上的放热峰。由于是线性升温，通过了 T-t关系可将△T-t图转换成△T-T 图。△T-t(或 T)图即是差热曲线，表示试样和参比物之间的温度差随时间或温度变化的关系。 在用毫克级试样时，△T 通常是一个很小的值，不超过 10K，产生的热电势为几十至数百微伏。要想准确地直接测定这样微弱的信号...