希腊字母的正确读法是什么?
1Ααalphaa:lf阿尔法角度;系数
2Ββbetabet贝塔磁通系数;角度;系数
3Γγgammaga:m伽马电导系数(小写)
4Γδdeltadelt德尔塔变动;密度;屈光度
5Δεepsilonep`silon伊普西龙对数之基数
6Εδzetazat截塔系数;方位角;阻抗;相对粘度;原子序数
7Ζεetaeit艾塔磁滞系数;效率(小写)
8Θζthetζit西塔温度;相位角
9Ηηiotaiot约塔微小,一点儿
10Κθkappakap卡帕介质常数
11∧ιlambdalambd兰布达波长(小写);体积
12Μκmumju缪磁导系数;微(千分之一);放大因数(小写)
13Νλnunju纽磁阻系数
14Ξμxiksi克西
15Ονomicronomik`ron奥密克戎
16∏πpipai派圆周率=圆周÷直径=3.1416
17Ρξrhorou肉电阻系数(小写)
18∑ζsigma`sigma西格马总和(大写),表面密度;跨导(小写)
19Τηtautau套时间常数
20Υυupsilonjup`silon宇普西龙位移
21Φθphifai佛爱磁通;角
22Φχchiphai西
23Χψpsipsai普西角速;介质电通量(静电力线);角
24Ψωomegao`miga欧米伽欧姆(大写);角速(小写);角
DTA是差热分析法(DifferentialThermalAnalysis)的简称。是以某种在一定
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。
DTA曲线
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坐标,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入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。
影响因素
许多物质在加热或冷却过程中会发生熔化、凝固、晶型转变、分解、化合、吸附、脱附等
物理化学变化。这些变化必将伴随体系焓的改变,因而产生热效应。其表现为该物质与外界环
境之间有温度差。选择一种对热稳定的物质作为参比物,将其与样品一起置于可按设定速率升
温的电炉中。分别记录参比物的温度以及样品与参比物间的温度差。以温差对温度作图就可以
得到一条差热分析曲线,或称差热谱图。
如果参比物和被测物质的热容大致相同,而被测物质又无热效应,两者的温度基本相同,
此时测到的是一条平滑的直线,该直线称为基线。一旦被测物质发生变化,因而产生了热效应,
在差热分析曲线上就会有峰出现。热效应越大,峰的面积也就越大。在差热分析中通常还规定,
峰顶向上的峰为放热峰,它表示被测物质的焓变小于零,其温度将高于参比物。相反,峰顶向
下的峰为吸收峰,则表示试样的温度低于参比物。一般来说,物质的脱水、脱气、蒸发、升华、
分解、还原、相的转变等等表现为吸热,而物质的氧化、聚合、结晶、和化学吸附等表现为放
热。
分析精度
差热曲线的峰形、出峰位置、峰面积等受被测物质的质量、热传导率、比热、粒度、填充
的程度、周围气氛和升温速度等因素的影响。因此,要获得良好的再现性结果,对上述各点必
须十分注意。一般而言,升温速度增大,达到峰值的温度向高温方向偏移;峰形变锐,但峰的
分辨率降低,两个相邻的峰,其中一个将会把另一个遮盖起来。
使用领域
广泛应用于材料相变点的测定,并可以进行定性、半定量分析,以辅助理论计算;定量分
析能力不足,故多采用DSC分析测试手段,以得到精确地热量变化结果。
热重分析仪(ThermoGravimetricAnalyzer)是一种利用热重法检测物质温度-质量变
化关系的仪器。热重法是在程序控温下,测量物质的质量随温度(或时间)的变化关系。
当被测物质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。
这时热重曲线就不是直线而是有所下降。通过分析热重曲线,就可以知道被测物质在多少度时产生变化,
并且根据失重量,可以计算失去了多少物质,(如CuSO4·5H2O中的结晶水)。从热重曲线上我们就可以知道
CuSO4·5H2O中的5个结晶水是分三步脱去的。通过TGA实验有助于研究晶体性质的变化,如熔化、蒸发、
升华和吸附等物质的物理现象;也有助于研究物质的脱水、解离、氧化、还原等物质的化学现象。热重分
析通常可分为两类:动态(升温)和静态(恒温)。热重法试验得到的曲线称为热重曲线(TG曲线),TG曲线以
质量作纵坐标,从上向下表示质量减少;以温度(或时间)作横坐标,自左至右表示温度(或时间)增加。
编辑本段热重分析仪的工作原理
热重分析仪主要由天平、炉子、程序控温系统、记录系统等几个部分构成。
最常用的测量的原理有两种,即变位法和零位法。所谓变位法,是根据天平梁倾斜度与质量变化成比
例的关系,用差动变压器等检知倾斜度,并自动记录。零位法是采用差动变压器法、光学法测定天平梁的
倾斜度,然后去调整安装在天平系统和磁场中线圈的电流,使线圈转动恢复天平梁的倾斜,即所谓零位法。
由于线圈转动所施加的力与质量变化成比例,这个力又与线圈中的电流成比例,因此只需测量并记录电流
的变化,便可得到质量变化的曲线。
编辑本段影响热重分析的因素
试样量和试样皿
热重法测定,试样量要少,一般2~5mg。一方面是因为仪器天平灵敏度很高(可达0.1μg),另一方面
如果试样量多,传质阻力越大,试样内部温度梯度大,甚至试样产生热效应会使试样温度偏离线性程序升
温,使TG曲线发生变化,粒度也是越细越好,尽可能将试样铺平,如粒度大,会使分解反应移向高温。
试样皿的材质,要求耐高温,对试样、中间产物、最终产物和气氛都是惰性的,即不能有反应活性和
催化活性。通常用的试样皿有铂金的、陶瓷、石英、玻璃、铝等。特别要注意,不同的样品要采用不同材
质的试样皿,否则会损坏试样皿,如:碳酸钠会在高温时与石英、陶瓷中的SiO2反应生成硅酸钠,所以象
碳酸钠一类碱性样品,测试时不要用铝、石英、玻璃、陶瓷试样皿。铂金试样皿,对有加氢或脱氢的有机
物有活性,也不适合作含磷、硫和卤素的聚合物样品,因此要加以选择。
升温速率
升温速度越快,温度滞后越严重,如聚苯乙烯在N2中分解,当分解程度都取失重10%时,用1℃/min
测定为357℃,用5℃/min测定为394℃相差37℃。升温速度快,使曲线的分辨力下降,会丢失某些中间产
物的信息,如对含水化合物慢升温可以检出分步失水的一些中间物。
气氛的影响
热天平周围气氛的改变对TG曲线影响显著,CaCO3在真空、空气和CO2三种气氛中的TG曲线,其分
解温度相差近600℃,原因在于CO2是CaCO3分解产物,气氛中存在CO2会抑制CaCO3的分解,使分解温
度提高。
聚丙烯在空气中,150~180℃下会有明显增重,这是聚丙烯氧化的结果,在N2中就没有增重。气流速
度一般为40ml/min,流速大对传热和溢出气体扩散有利。
挥发物的冷凝
分解产物从样品中挥发出来,往往会在低温处再冷凝,如果冷凝在吊丝式试样皿上会造成测得失重结
果偏低,而当温度进一步升高,冷凝物再次挥发会产生假失重,使TG曲线变形。解决的办法,一般采用加
大气体的流速,使挥发物立即离开试样皿。
浮力
浮力变化是由于升温使样品周围的气体热膨胀从而相对密度下降,浮力减小,使样品表观增重。如:
300℃时的浮力可降低到常温时浮力的一半,900℃时可降低到约1/4。实用校正方法是做空白试验,(空载
热重实验),消除表观增重。
TG曲线关键温度表示法
失重曲线上的温度值常用来比较材料的热稳定性,所以如何确定和选择十分重要,至今还没有统一的
规定。但人们为了分析和比较的需要,也有了一些大家认可的确定方法。A点叫起始分解温度,是TG曲线
开始偏离基线点的温度;B点叫外延起始温度,是曲线下降段切线与基线延长线的交点。C点叫外延终止温
度,是这条切线与最大失重线的交点。D点是TG曲线到达最大失重时的温度,叫终止温度。E、F、G分别
为失重率为5%、10%、50%时的温度,失重率为50%的温度又称半寿温度。其中B点温度重复性最好,所
以多采用此点温度表示材料的稳定性。当然也有采用A点的,但此点由于诸多因素一般很难确定。如果了
TG曲线下降段切线有时不好划时,美国ASTM规定把过5%与50%两点的直线与基线的延长线的交点定义为
分解温度;国际标准局(ISO)规定,把失重20%和50%两点的直线与基线的延长线的交点定义为分解温度。
聚合物热稳定性的评价
评价聚合物热稳定性最简单、方便的方法,是做不同材料的TG曲线并画在一张图上比较。右图测定了
五种聚合物的热重曲线,由图可知,PMMA、PE、PTFE都可以完全分解,但热稳定性依次增加。PVC稳定性
较差,第一步失重阶段是脱HCl,发生在200~300℃,脱HCl后分子内形成共轭双键,热稳定性提高(TG曲
线下降缓慢),直至较高温度约4200℃时大分子链断裂,形成第二次失重。PMMA分解温度低是分子链中叔
碳和季碳原子的键易断裂所致,PTFE是由于链中C-F键键能大,故热稳定性大大提高。聚酰亚胺PI由于含
有大量的芳杂环结构,需850℃才分解40%左右,热稳定性较强。
热重分析的应用
热重法的重要特点是定量性强,能准确地测量物质的质量变化及变化的速率,可以说,
只要物质受热时发生重量的变化,就可以用热重法来研究其变化过程。热重法所测的性质包括腐蚀,高温
分解,吸附/解吸附,溶剂的损耗,氧化/还原反应,水合/脱水,分解,黑烟末等,目前广泛应用于塑料、
橡胶、涂料、药品、催化剂、无机材料、金属材料与复合材料等各领域的研究开发、工艺优化与质量监控。
具体包括:
无机物、有机物及聚合物的热分解;金属在高温下受各种气体的腐蚀过程;固态反应;矿物的煅烧
和冶炼;液体的蒸馏和汽化;煤、石油和木材的热解过程;含湿量、挥发物及灰分含量的测定;升华
过程;脱水和吸湿;爆炸材料的研究;反应动力学的研究;发现新化合物;吸附和解吸;催化活度
的测定;表面积的测定;氧化稳定性和还原稳定性的研究;反应机制的研究。
热重分析举列
本文发布于:2022-12-03 09:27:50,感谢您对本站的认可!
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