3种常用的热分析方法DSC、TGA、TMA-科兴测试平台

一、什么是<a style="color: #236fa1;" title="热分析测试平台" href="https://www.kexingtest.com/" target="_blank" rel="noopener">热分析</a>？ 材料及其制品的使用均处于一定温度环境下，并且在使用过程中，将对不同的温度做出反应，表现出不同的热物理性能，即为材料的热学性能。热学性能是材料的重要性质之一，是保证材料应用的先决条件。材料的热学性能主要包括热容、热膨胀、热传导、热稳定性等，材料的热分析则是研究样品性质与温度间关系的一类技术。 二、热分析的应用范围 1.成分分析：如无机物、有机物和高聚物的鉴别和分析以及它们的相图研究。 2.稳定性测定：如物质的热稳定性、抗氧化性能的测定等。 3.化学反应研究：如固-气反应研究、催化性能测定、反应动力学研究、反应热测定、相变和结晶过程研究。 4.材料质量测定：如纯度测定、物质的玻璃化转变和居里点、材料的使用寿命测定。 三、常用热分析方法 1.差示扫描量热法(DSC)：在程序温度控制下，测量物质与参比物之间单位时间的能量差(或功率差)随温度或时间变化，对应的仪器为差示扫描量热仪。 2.热重分析法(TGA)：在程序控温与一定气氛下，测量试样的重量与温度或时间的关系，对应的仪器为热重分析仪。 3.<a style="color: #236fa1;" title="热机械分析法(TMA)" href="https://www.kexingtest.com/instrument/detail?id=174" target="_blank" rel="noopener">热机械分析法(TMA)</a>：在设定的气氛条件下，测量物质在静态或动态负荷作用下，力学量(如尺寸、模量等)随温度或时间的变化，对应的仪器为热机械分析仪。 四、常用分析方法介绍 1.差示扫描量热法（DSC） (1) 主要应用：热塑性塑料、热固性塑料、复合材料、橡胶与弹性体、涂料与粘合剂、药物与食品、化工安全、电池、金属材料、陶瓷、玻璃与无机材料等领域。 (2) 原理方法：测量样品升温、降温或者恒温时发生的热流量（在温度-热流的曲线上的表征）。可以通过DSC进行吸热效应和放热效应的检测，峰面积的测量，可表征峰或热效应的温度和比热容等。 2.热失重分析（TGA） (1) 主要应用：金属合金，地质，高分子材料研究，药物研究等方面。 (2) 原理方法：当样品在加热过程中有升华、汽化、分解出气体或失去结晶水时，被测的物质质量就会发生变化。通过分析热重曲线，我们可以知道样品及其可能产生的中间产物的组成、热稳定性、氧化稳定性、产品寿命、材料水分和挥发份含量、热分解情况及生成的产物等与质量相联系的信息。通常在曲线上表示为毫克的变化，或更多地表现为起始重量变化的百分比。 (3) 测试项目：热分解温度、水分含量、溶剂含量、增塑剂含量、高分子添加剂含量、灰分含量、无机添加剂含量、高聚物含量、挥发性组分含量、总有机物组分含量等。 3.热机械分析（TMA） (1) 主要应用：塑胶聚合物、陶瓷、金属、建筑材料、耐火材料、复合材料等领域广泛应用。 (2) 原理方法：测量样品在设定的机械应力即负载下尺寸变化与温度关系的技术（在温度-尺寸的曲线上的表征）。可以通过TMA进行热效应（软化，热膨胀系数变化，溶涨、收缩）、表征热效应的温度、形变台阶高度（形变程度）、热膨胀系数等测量。