DSC原理与测试_德国耐驰仪器公司_107页.pdf

DSC 原理与测试 德国耐驰仪器制造有限公司德国耐驰仪器制造有限公司 Leading Thermal Analysis.NETZSCH Analyzing&Testing 2 DSC 基本原理基本原理 NETZSCH Analyzing&Testing 3 在程序温度（升降恒温及其组合）过程中在程序温度（升降恒温及其组合）过程中，测量样品与参考物，测量样品与参考物之间的之间的热流差热流差，以表征所有与热效应有关的物理变化和化学变化。，以表征所有与热效应有关的物理变化和化学变化。玻璃化转变玻璃化转变 熔融、结晶熔融、结晶 熔融热、结晶热熔融热、结晶热 共熔温度、纯度共熔温度、纯度 物质鉴别物质鉴别 多晶型多晶型 相容性相容性 热稳定性、氧化稳定性热稳定性、氧化稳定性 反应动力学反应动力学 热力学函数热力学函数 液相、固相比例液相、固相比例 比热比热 DSC 基本原理基本原理 典型应用：典型应用：NETZSCH Analyzing&Testing 4 DSC的前身是差热分析的前身是差热分析DTA 差热曲线峰的形成差热曲线峰的形成 记录的是温差信号记录的是温差信号 峰面积没有热焓意义峰面积没有热焓意义 NETZSCH Analyzing&Testing 5 热流型热流型 DSC=t0TdtKHK=f(温度温度,热阻热阻,材料性质材料性质,)样品热效应引起参比与样品之间的热流不平衡样品热效应引起参比与样品之间的热流不平衡 由于热阻的存在，参比与样品之间的温度差（由于热阻的存在，参比与样品之间的温度差（T）与热流差成一定）与热流差成一定的比例关系。将的比例关系。将T 对时间积分，可得到热焓：对时间积分，可得到热焓：XTAQ=NETZSCH Analyzing&Testing 6 DSC vs DTA XTAQ=工作原理差别工作原理差别 DTA DSC SDTA（C-DTA）只能测试只能测试T信号，无法建立信号，无法建立H与与T之间的联系之间的联系 测试测试T信号，并建立信号，并建立H与与T之间的联系之间的联系 计算得到计算得到T信号信号=t0TdtKHNETZSCH Analyzing&Testing 7 DSC 曲线示例曲线示例 DSC 信号信号 根据根据 DIN 定义的吸热与放热峰定义的吸热与放热峰 NETZSCH Analyzing&Testing 8 气体出口气体出口 空气冷却空气冷却 保护气氛保护气氛 参比参比 样品样品 热流传感器热流传感器 炉腔炉腔 机械冷却机械冷却 吹扫气氛吹扫气氛 液氮液氮/气氮冷却气氮冷却 DSC204F1 结构结构 气体：气体：两路吹扫气，一路保护气两路吹扫气，一路保护气 可实现气体的自由切换可实现气体的自由切换 制冷方式：制冷方式：空气制冷室温空气制冷室温 机械制冷机械制冷-85 气氮制冷气氮制冷-100 液氮制冷液氮制冷-180 NETZSCH Analyzing&Testing 9 DSC 配件配件 为了适应千变万化的各种样品，避为了适应千变万化的各种样品，避免样品与坩埚材料之间的不相兼容免样品与坩埚材料之间的不相兼容，配备了多种不同材质不同特点的，配备了多种不同材质不同特点的坩埚。坩埚。其中的几种坩埚图示如下：其中的几种坩埚图示如下：NETZSCH Analyzing&Testing 10 DSC 测试方法测试方法 -结晶度计算结晶度计算 NETZSCH Analyzing&Testing 11-5 005 01 0 01 5 02 0 02 5 03 0 0温 度 /-0.10.00.10.20.30.40.50.60.7S C /(m W/m g)样 品 称 重：1 7.4 5 m g升 温 速 率：1 0 k/m in气 氛：N 2坩 埚：A l 加 盖 扎 孔P E T起 始 点:中 点:比 热 变 化*:7 5.1 7 6.0 0.4 5 5 J/(g*K)面 积:峰 值:起 始 点:-3 4.0 3 J/g1 4 9.2 1 3 7.6 面 积:峰 值:起 始 点:4 4.3 J/g2 5 9.9 2 4 2.8 结 晶 度:7.3 4%放 热结晶度结晶度/%=（A1-A2）100%结晶材料的理论熔融热焓结晶材料的理论熔融热焓 A2 A1 结晶度计算结晶度计算 NETZSCH Analyzing&Testing 12 结晶度计算结晶度计算 NETZSCH Analyzing&Testing 13 结晶度计算结晶度计算 NETZSCH Analyzing&Testing 14 结晶度计算结晶度计算 NETZSCH Analyzing&Testing 15 结晶度计算结晶度计算 NETZSCH Analyzing&Testing 16 结晶度计算结晶度计算 NETZSCH Analyzing&Testing 17 DSC 测试方法测试方法 -O.I.T.测试测试 NETZSCH Analyzing&Testing 18 O.I.T.测试测试 典型温度程序：典型温度程序：升温段（升温段（RT 200,20K/min,N2 50ml/min）恒温段（恒温段（5min,N2 50ml/min）恒温段（恒温段（O2 50ml/min）氧化诱导期（氧化诱导期（O.I.T.）测定国标方法：）测定国标方法：样品称重：样品称重：15mg，薄片或碎粒，薄片或碎粒 坩埚：敞口铝坩埚（或铜坩埚）坩埚：敞口铝坩埚（或铜坩埚）气氛：气氛：O2 50ml/min,N2 50ml/min 试验温度：试验温度：200，可根据氧化时间长短作适当调整，可根据氧化时间长短作适当调整 NETZSCH Analyzing&Testing 19 O.I.T.测试测试 010203040506070时 间/mi n-1.0-0.50.00.51.01.52.0S C /(m W/m g)6080100120140160180200温 度 /样 品 称 重：1 4.9 7 m g升 温 速 率：2 0 K/m in恒 温 温 度：2 0 0 气 氛：N 2,5 0 m l/m in;O 2,5 0 m l/m in坩 埚：A l,敞 口升 温 速 率：升 温 速 率：20K/m in气 氛：气 氛：N 2 50 m l/m in恒 温 温 度：恒 温 温 度：200 恒 温 时 间：恒 温 时 间：5m in气 氛：气 氛：N 2 50m l/m inP E B lack-O.I.T.测 试测 试恒 温 时 间：恒 温 时 间：200 气 氛：气 氛：O 2 50m l/m inO.I.T.:3 5.8 m in 放 热NETZSCH Analyzing&Testing 20 O.I.T.测试测试 NETZSCH Analyzing&Testing 21 O.I.T.测试测试 NETZSCH Analyzing&Testing 22 O.I.T.测试测试 203040506070时 间/mi n-1.5-1.0-0.50.00.5S C /(m W/m g)190195200205210温 度 /样 品 称 重：1 4.9 7 m g升 温 速 率：2 0 K/m in恒 温 温 度：2 0 0 气 氛：N 2,5 0 m l/m in;O 2,5 0 m l/m in坩 埚：A l,敞 口P E B lack-O.I.T.测 试测 试35.8 m in 放 热NETZSCH Analyzing&Testing 23 DSC 测试方法测试方法 -比热测试比热测试 NETZSCH Analyzing&Testing 24 比热测试比热测试 使用使用DSC，通过对已知比热的标准样品与未知比热的待测样品的测量结，通过对已知比热的标准样品与未知比热的待测样品的测量结果作比较，能够计算未知样品的比热值。果作比较，能够计算未知样品的比热值。计算原理计算原理 dardtanssampledardtansbasdardtansbassamplesampleCpmmDSCDSCDSCDSCCp=dardtansdardtanssamplesamplebasdardtansbassamplemCpmCpDSCDSCDSCDSC=NETZSCH Analyzing&Testing 25 比热测试比热测试 测试步骤：测试步骤：1.空坩埚空坩埚（“修正”（“修正”模式）：基线测试模式）：基线测试 2.Sapphire 标样标样 （样品样品+修正修正模式）模式）3.Sample 样品样品（样品样品+修正修正 模式）模式）NETZSCH Analyzing&Testing 26 比热测试比热测试 示例：晶体材料（示例：晶体材料（LCB）样品称重：样品称重：56.60mg 升温速率：升温速率：5K/min 气氛：气氛：N2 坩埚：坩埚：PtRh 加盖加盖 标准样品：蓝宝石标准样品：蓝宝石 42.03mg NETZSCH Analyzing&Testing 27 比热测试比热测试 NETZSCH Analyzing&Testing 28 比热测试比热测试 NETZSCH Analyzing&Testing 29 比热测试比热测试 NETZSCH Analyzing&Testing 30 比热测试比热测试 NETZSCH Analyzing&Testing 31 比热测试比热测试 NETZSCH Analyzing&Testing 32 比热测试比热测试 5 01 0 01 5 02 0 02 5 03 0 03 5 04 0 0温 度 /0.60.70.80.91.01.11.21.3C p /(J/(g*K)主 窗 口 2006-02-23 08:59 用 户:xu liangL C B _ C p.n g bL C B-C p样 品 称 重：56.60mg升 温 速 率：5K/m in气 氛：N2坩 埚：Pt Rh 加 盖标 准 样 品：蓝 宝 石 42.03mg2 5.0 ,0.654 J/(g*K)8 0.0 ,0.731 J/(g*K)1 5 0.0 ,0.816 J/(g*K)2 0 0.0 ,0.867 J/(g*K)3 0 0.0 ,0.945 J/(g*K)4 0 0.0 NETZSCH Analyzing&Testing 33 比热测试比热测试 测试要点：测试要点：参比坩埚与样品坩埚质量相近参比坩埚与样品坩埚质量相近 基线、标样与样品测试尽可能使用同一个样品坩埚基线、标样与样品测试尽可能使用同一个样品坩埚 若需更换坩埚，坩埚质量尽量相近甚至相同若需更换坩埚，坩埚质量尽量相近甚至相同 可选坩埚：可选坩埚：PtRh、Al、石墨等，、石墨等，不能使用氧化铝坩埚不能使用氧化铝坩埚 坩埚必须加盖（屏蔽热辐射的影响）坩埚必须加盖（屏蔽热辐射的影响）坩埚选取：坩埚选取：NETZSCH Analyzing&Testing 34 比热测试比热测试 坩埚尽量调整至热电偶的正中位置、保持左右对称。坩埚尽量调整至热电偶的正中位置、保持左右对称。参比坩埚的位置原则上不应再动参比坩埚的位置原则上不应再动 样品坩埚更换样品前后位置应尽量保持一致样品坩埚更换样品前后位置应尽量保持一致 在升温段前建议加上在升温段前建议加上15min的恒温段，或至少保持测试前温度与信号稳定。的恒温段，或至少保持测试前温度与信号稳定。常用标样：蓝宝石常用标样：蓝宝石 选择标准：以选择标准：以Cp标标*m标与标与Cp样样*m样相近为佳。样相近为佳。基线、标样测试完后可连续测试一批样品基线、标样测试完后可连续测试一批样品 所有测试在同一天内完成为佳，中间尽量不要插入其他样品。所有测试在同一天内完成为佳，中间尽量不要插入其他样品。实验操作：实验操作：NETZSCH Analyzing&Testing 35 DSC 测试方法测试方法 -二次升温二次升温 高分子材料的高分子材料的 DSC 曲线受众多因素影响，往往需要进行二次升温曲线受众多因素影响，往往需要进行二次升温 高分子材料的高分子材料的二二次升温次升温 第一次升温第一次升温：得到迭加了热历史（冷却结晶、应力、固化等）与其他因素得到迭加了热历史（冷却结晶、应力、固化等）与其他因素（水分、添加剂等）的原始材料的性质（水分、添加剂等）的原始材料的性质 玻璃化转变在转变区域往往伴随有应力松弛峰玻璃化转变在转变区域往往伴随有应力松弛峰 热固性树脂：热固性树脂：若若未完全固化，第一次升温未完全固化，第一次升温Tg较低，伴有不可逆的固化放较低，伴有不可逆的固化放热峰热峰 部分结晶材料：计算室温下的原始结晶度部分结晶材料：计算室温下的原始结晶度 吸水量大的样品（如纤维等）：往往伴有水分挥发吸热峰，可能掩盖样吸水量大的样品（如纤维等）：往往伴有水分挥发吸热峰，可能掩盖样品的特征转变品的特征转变 NETZSCH Analyzing&Testing 37 冷却过程：冷却过程：线性冷却线性冷却 等温结晶等温结晶 淬冷淬冷 单个样品：使用不同的冷却方式，研究冷却条件对结晶度、单个样品：使用不同的冷却方式，研究冷却条件对结晶度、玻璃玻璃 化转变温度、熔融过程等的影响化转变温度、熔融过程等的影响 横向样品：使用相同的冷却条件（使样品拥有相同的热历史）横向样品：使用相同的冷却条件（使样品拥有相同的热历史）比较材料在同等热历史条件下的性能差异比较材料在同等热历史条件下的性能差异 高分子材料的高分子材料的二二次升温次升温 NETZSCH Analyzing&Testing 38 第二次升温：第二次升温：玻璃化转变：消除了应力松弛峰，曲线形状典型而规整玻璃化转变：消除了应力松弛峰，曲线形状典型而规整 热固性树脂（未完全固化）：玻璃化温度一般会提高。热固性树脂（未完全固化）：玻璃化温度一般会提高。部分结晶材料：经过特定冷却条件（结晶历史）研究结晶度、晶体熔部分结晶材料：经过特定冷却条件（结晶历史）研究结晶度、晶体熔程熔融热焓与结晶历史关系。程熔融热焓与结晶历史关系。易吸水样品：消除了水分的干扰，得到样品的真实转变曲线易吸水样品：消除了水分的干扰，得到样品的真实转变曲线 横向样品比较，消除了热历史的影响，有利于比较样品的性能差异横向样品比较，消除了热历史的影响，有利于比较样品的性能差异 高分子材料的高分子材料的二二次升温次升温 NETZSCH Analyzing&Testing 39 2 03 04 05 06 07 08 09 0温 度 /0.1 00.1 50.2 00.2 50.3 00.3 50.4 00.4 51.5 D S C /(m W/m g)第 二 次 升 温第 一 次 升 温聚 酯聚 酯 P 9520-034样 品 称 重：1 0.6 0 m g升 降 温 速 率：1 0 K/m in气 氛：N 2坩 埚：A l加 盖 扎 孔玻 璃 化 转 变:起 始 点:中 点:终 止 点:比 热 变 化*:5 5.0 5 9.1 6 3.3 0.4 1 1 J/(g*K)玻 璃 化 转 变:起 始 点:中 点:终 止 点:比 热 变 化*:5 7.9 5 8.2 5 9.3 0.4 5 2 J/(g*K)1.1 1.5 放 热玻璃化转变玻璃化转变 高分子材料的高分子材料的二二次升温次升温 NETZSCH Analyzing&Testing 40 固化固化 6 08 01 0 01 2 01 4 01 6 01 8 02 0 02 2 0温 度 /-0.0 50.0 00.0 50.1 00.1 50.2 01.1 D S C /(m W/m g)固 化 峰：第 一 次 升 温第 二 次 升 温样 品 称 重：1 0.4 4 m g升 温 速 率：1 0 K/m in气 氛：N 2坩 埚：A l，加 盖 扎 孔测 试 仪 器：D S C 2 0 0 P C环 氧 树 脂环 氧 树 脂（未 完 全 固 化未 完 全 固 化）面 积:峰 值:起 始 点:终 止 点:-2 5.4 4 J/g1 7 7.8 1 4 0.7 2 0 8.0 玻 璃 化 转 变:起 始 点:中 点:比 热 变 化*:5 0.7 5 7.8 0.1 3 5 J/(g*K)玻 璃 化 转 变:起 始 点:中 点:比 热 变 化*:9 3.6 9 8.9 0.1 2 8 J/(g*K)放 热高分子材料的高分子材料的二二次升温次升温 NETZSCH Analyzing&Testing 41 PET不同冷却速率下的二次升温测试比较不同冷却速率下的二次升温测试比较 5 01 0 01 5 02 0 02 5 0T e m p e ra tu re /C00.1 00.2 00.3 00.4 00.5 00.6 0S C /(m W/m g)-1 0 K/m in-6 0 K/m in-2 0 K/m in-3 0 K/m in-4 0 K/m in-5 0 K/m inP E Ta p p lie d c o o lin g ra teb e fo re h e a tin g s e g m e n t e x o熔融后的PET样品经过不同速率冷却至室温后，重新加热进行DSC测量，得到上图结果。可见PET样品的结晶度受冷却速度影响。高分子材料的高分子材料的二二次升温次升温 NETZSCH Analyzing&Testing 42 PA/PS复合纤维的二次升温测试复合纤维的二次升温测试 5 01 0 01 5 02 0 02 5 0温 度 /0.00.10.20.30.40.50.60.70.82.1 S C /(m W/m g)聚 酰 胺聚 酰 胺 聚 苯 乙 烯 复 合 纤 维聚 苯 乙 烯 复 合 纤 维 P A 6/P S TP A 6 熔 融 峰P A 6 熔 融 峰第 一 次 升 温第 二 次 升 温P S T -玻 璃 化 转 变P S T -玻 璃 化 转 变P A 6 -玻 璃 化 转 变吸 附 水 的 挥 发样 品 称 重：3.7 2 m g升 降 温 速 率：5 K/m in气 氛：N 2坩 埚：A l 加 盖 扎 孔起 始 点:中 点:比 热 变 化*:8 7.2 9 2.1 0.2 3 1 J/(g*K)起 始 点:中 点:比 热 变 化*:4 7.7 5 3.1 0.1 7 2 J/(g*K)部 分 面 积:2 0 3.3 :2 1 7.0 :3 1.8 6 J/g9.5 4 8%5 7.4 8 6%2 1 5.1 2 2 0.4 起 始 点:中 点:比 热 变 化*:9 0.2 9 4.6 0.1 7 7 J/(g*K)部 分 面 积:2 1 8.8 :2 8.0 5 J/g7 4.6 5 3%2 1 6.0 3 4.6 放 热高分子材料的高分子材料的二二次升温次升温 NETZSCH Analyzing&Testing 43 高分子测试一定需要二次升温吗？高分子测试一定需要二次升温吗？取决于您希望看到什么样的结果取决于您希望看到什么样的结果 关注样品原始的信息：一次升温关注样品原始的信息：一次升温 消除热历史或力学历史：二次升温消除热历史或力学历史：二次升温 各样品在相同的起点上进行本身性能的比较：二次升温各样品在相同的起点上进行本身性能的比较：二次升温 热固性材料：第一次和第二次升温都很重要热固性材料：第一次和第二次升温都很重要 要注意选择合适的降温条件。要注意选择合适的降温条件。NETZSCH Analyzing&Testing 44 DSC 实验技实验技巧巧 NETZSCH Analyzing&Testing 45 适宜实验条件的选择：适宜实验条件的选择：DSC 实验技巧实验技巧 升温速率升温速率 样品用量样品用量 实验气氛实验气氛 坩埚的选取坩埚的选取 样品温度控制（样品温度控制（STC）DSC 基线基线 制样方式制样方式 NETZSCH Analyzing&Testing 46 升温速率与样品量升温速率与样品量 1.升温速率升温速率 NETZSCH Thermokinetics Decomposition of DPOP-PPV450500550600650700Temperature/癈60708090100Mass/%10.3 K/min 5.2 K/min 2.6 K/min 1.0 K/min快速升温：使快速升温：使DSC峰形变大峰形变大 特征温度向高温漂移特征温度向高温漂移 相邻峰或失重台阶的分离能力下降相邻峰或失重台阶的分离能力下降 慢速升温：有利于相邻峰或相邻失重平台的分离慢速升温：有利于相邻峰或相邻失重平台的分离 DSC/DTA峰形较小峰形较小 热分析领域常用而标准的升温速率是热分析领域常用而标准的升温速率是10K/min 利用多个不同升温速率下得到的一系列测试结利用多个不同升温速率下得到的一系列测试结果，可进行动力学分析果，可进行动力学分析 在存在竞争反应路径的情况下，不同的升温速在存在竞争反应路径的情况下，不同的升温速率得到的终产物组成可能不同率得到的终产物组成可能不同 NETZSCH Analyzing&Testing 47 一般情况下，以较小的样品量为宜。热分析常用的样品量为一般情况下，以较小的样品量为宜。热分析常用的样品量为515mg。升温速率与样品量升温速率与样品量 2.样品量样品量 样品量小：所测特征温度较低，更“真实”样品量小：所测特征温度较低，更“真实”有利于气体产物扩散有利于气体产物扩散 相邻峰（平台）分离能力增强相邻峰（平台）分离能力增强 DSC 峰形也较小峰形也较小 样品量大：能增大样品量大：能增大 DSC 检测信号检测信号 峰形加宽峰形加宽 峰值温度向高温漂移峰值温度向高温漂移 峰分离能力下降峰分离能力下降 样品内温度梯度较大样品内温度梯度较大 气体产物扩散亦稍差。气体产物扩散亦稍差。在样品存在不均匀性的情况下，可能需要使用较大的样品量才具有代表性。在样品存在不均匀性的情况下，可能需要使用较大的样品量才具有代表性。NETZSCH Analyzing&Testing 48 综合以上两点：综合以上两点：提高对微弱的热效应的检测灵敏度：提高升温速率提高对微弱的热效应的检测灵敏度：提高升温速率 加大样品量加大样品量 提高微量成份的热失重检测灵敏度：加大样品量提高微量成份的热失重检测灵敏度：加大样品量 提高相邻峰（失重平台）的分离度：慢速升温速率提高相邻峰（失重平台）的分离度：慢速升温速率 小的样品量小的样品量 升温速率与样品量升温速率与样品量 NETZSCH Analyzing&Testing 49 制样方式制样方式 3.制样方式制样方式 块状样品：建议切成薄片或碎粒块状样品：建议切成薄片或碎粒 粉末样品：使其在坩埚底部铺平成一薄层粉末样品：使其在坩埚底部铺平成一薄层 堆积方式：一般建议堆积紧密，有利于样品内部的热传导堆积方式：一般建议堆积紧密，有利于样品内部的热传导 对于有大量气体产物生成的反应，可适当疏松堆积对于有大量气体产物生成的反应，可适当疏松堆积 NETZSCH Analyzing&Testing 50 气氛气氛 4.气氛气氛 气氛类别：气氛类别：动态气氛动态气氛 静态气氛静态气氛 真空真空 从保护天平室与传感器、防止分解物污染的角度，一般推荐使从保护天平室与传感器、防止分解物污染的角度，一般推荐使用动态吹扫气氛。用动态吹扫气氛。若需使用真空或静态气氛，须保证反应过程中的释出气体无危害性。若需使用真空或静态气氛，须保证反应过程中的释出气体无危害性。对于高分子对于高分子TG测试，在某些场合使用真空气氛，能够降低小分子添加剂测试，在某些场合使用真空气氛，能够降低小分子添加剂 的沸点，达到分离失重台阶的目的。的沸点，达到分离失重台阶的目的。NETZSCH Analyzing&Testing 51 Mass loss/%增塑剂增塑剂 质量损失:-9.87%天然橡胶天然橡胶 NR 质量损失:-38.81%丁苯橡胶丁苯橡胶 SBR 质量损失:-14.79%Temperature/C DTG%/min Sample:NR/SBR Sample mass:20.64 mg Crucible:Pt open Heating rate:20 K/min Atmosphere:N2 将将 NR/SBR 共混橡胶材料，在共混橡胶材料，在 N2 气氛下按照标准的气氛下按照标准的 TG 方法进行分析，增塑方法进行分析，增塑 剂的失重量为剂的失重量为 9.87%。（增塑剂失重与橡胶分解台阶有较大重叠）。（增塑剂失重与橡胶分解台阶有较大重叠）NR/SBR 橡胶中增塑剂的分解橡胶中增塑剂的分解 气氛气氛 NETZSCH Analyzing&Testing 52 Mass loss/%DTG%/min Temperature/C 增塑剂增塑剂 mass loss:-13.10%天然橡胶天然橡胶 NR mass loss:-36.97%丁苯橡胶丁苯橡胶 SBR mass loss:-10.33%Sample:NR/SBR Sample mass:20.64 mg Crucible:Pt open Heating rate:20 K/min Atmosphere:VACUUM 将该样品在真空下进行测试，由于增塑剂沸点的降低，挥发温度与橡胶分解温将该样品在真空下进行测试，由于增塑剂沸点的降低，挥发温度与橡胶分解温 度拉开距离，得到了更准确的增塑剂质量百分比：度拉开距离，得到了更准确的增塑剂质量百分比：13.10%。气氛气氛 NETZSCH Analyzing&Testing 53 常用气氛：常用气氛：N2:常用惰性气氛常用惰性气氛 Ar:惰性气氛，多用于金属材料的高温测试。惰性气氛，多用于金属材料的高温测试。He:惰性气氛，因其导热性好，有时用于低温下的测试。惰性气氛，因其导热性好，有时用于低温下的测试。Air:氧化性气氛，可作反应气氛。氧化性气氛，可作反应气氛。O2:强氧化性气氛，一般用作反应气氛。强氧化性气氛，一般用作反应气氛。考虑气氛在测试所达到的最高温度下是否会与热电偶、坩埚等发生反应考虑气氛在测试所达到的最高温度下是否会与热电偶、坩埚等发生反应 注意防止爆炸和中毒注意防止爆炸和中毒 气氛气氛 特殊气氛（如特殊气氛（如H2、CO、HCl 等）：等）：NETZSCH Analyzing&Testing 54 复杂气流控制下的热重分析复杂气流控制下的热重分析 通过改变测试气氛（真空氮气空气），有助于深入剖析材料成分通过改变测试气氛（真空氮气空气），有助于深入剖析材料成分 气氛气氛 NETZSCH Analyzing&Testing 55 坩埚坩埚 坩埚类型：坩埚类型：Netzsch提供最为全面的坩埚提供最为全面的坩埚类型，适应各种不同的测试需类型，适应各种不同的测试需要要 常用坩埚：常用坩埚：Al,Al2O3,PtRh 其它坩埚：其它坩埚：PtRh+Al2O3,Steel,Cu,Graphite,ZrO2,Ag,Au,Quartz 等等 压力坩埚：中压坩埚，高压坩埚压力坩埚：中压坩埚，高压坩埚 5.坩埚的选取坩埚的选取 NETZSCH Analyzing&Testing 56 坩埚坩埚 Al 坩埚坩埚 传热性好，灵敏度、峰分离能力、基线性能等均佳传热性好，灵敏度、峰分离能力、基线性能等均佳 温度范围较窄（温度范围较窄（灵敏度校正灵敏度校正-从比热从比热 分析部分分析部分 NETZSCH Analyzing&Testing 95 4.在出现的“打开比热标准文件”对话框中选取标样对应的比热标准文件在出现的“打开比热标准文件”对话框中选取标样对应的比热标准文件（对于（对于Sapphire标样请选取标样请选取Sapp_nbs.cpe），点击“打开”），点击“打开”分析部分分析部分 NETZSCH Analyzing&Testing 96 5.在出现的“灵敏度计算”对话框中删除第一个数据点，随后点击“计在出现的“灵敏度计算”对话框中删除第一个数据点，随后点击“计算”，“确定”退出对话框算”，“确定”退出对话框 仪器在刚开始升温时温度尚未达到完全线性，仪器在刚开始升温时温度尚未达到完全线性，DSCDSC信号存在波动，校正表信号存在波动，校正表格中第一个数据点一般不可靠。格中第一个数据点一般不可靠。分析部分分析部分 NETZSCH Analyzing&Testing 97 6.点击“保存”按钮，将计算结果保存为灵敏度校正文件。点击“保存”按钮，将计算结果保存为灵敏度校正文件。分析部分分析部分 NETZSCH Analyzing&Testing 98 校正注意事项：校正注意事项：性能相差较大的不同坩埚类型建议分别做校正性能相差较大的不同坩埚类型建议分别做校正 密度相差较大的不同气氛建议分别做校正密度相差较大的不同气氛建议分别做校正 升温速率建议使用日常实验最常用的速率升温速率建议使用日常实验最常用的速率 某些金属标样存在氧化，需在保护气氛下测量某些金属标样存在氧化，需在保护气氛下测量 根据仪器使用频率，在传感器无污染的情况下建议每半年至一年校根据仪器使用频率，在传感器无污染的情况下建议每半年至一年校正一次正一次 在仪器状态发生较明显变化（如受了较严重污染）的情况下建议使在仪器状态发生较明显变化（如受了较严重污染）的情况下建议使用标样进行验证测试，确认是否需要重新校正。用标样进行验证测试，确认是否需要重新校正。分析部分分析部分 NETZSCH Analyzing&Testing 99 DSC 仪器维护仪器维护 NETZSCH Analyzing&Testing 100 仪器操作仪器操作 仪器可一直处于开机状态，尽量避免频繁开机关机仪器可一直处于开机状态，尽量避免频繁开机关机 仪器应至少提前仪器应至少提前1小时开机小时开机 尽量避免在仪器极限温度尽量避免在仪器极限温度附近进行恒温操作附近进行恒温操作 试验完成后，必须等炉温降到试验完成后，必须等炉温降到200 C以下后才能打开炉体以下后才能打开炉体 NETZSCH Analyzing&Testing 101 样品与坩埚样品与坩埚 测试样品及其分解物绝对不能与测量坩锅发生反应测试样品及其分解物绝对不能与测量坩锅发生反应 具体措施：具体措施：实验前应对样品的组成有大致了解实验前应对样品的组成有大致了解 如有危害性气体产生，实验要加大吹扫气的用量如有危害性气体产生，实验要加大吹扫气的用量 测试样品及其分解物不能对传感器测试样品及其分解物不能对传感器、热电偶造成污染、热电偶造成污染 铝坩锅测试，测试终止温度不能超过铝坩锅测试，测试终止温度不能超过600 C 绝对避免使用铂坩锅进行测试金属样品绝对避免使用铂坩锅进行测试金属样品 金属样品的测试需查蒸气压温度表格金属样品的测试需查蒸气压温度表格 NETZSCH Analyzing&Testing 102 DSC 炉体已经发生污染：炉体已经发生污染：清洗步骤：清洗步骤：1.使用棉花棒蘸上酒精轻轻擦洗使用棉花棒蘸上酒精轻轻擦洗 2.使用大流量惰性吹扫气氛空烧至使用大流量惰性吹扫气氛空烧至600C 3.在日常使用温度范围内进行基线的验证测试。在日常使用温度范围内进行基线的验证测试。若基线正常无峰，传感器一般仍可继续使用。若基线正常无峰，传感器一般仍可继续使用。4.使用标样使用标样In与与Zn进行温度与灵敏度的验证测试，若温度与进行温度与灵敏度的验证测试，若温度与 热焓较理论值发生了较大偏差，需要重新进行校正。热焓较理论值发生了较大偏差，需要重新进行校正。污染清理污染清理 NETZSCH Analyzing&Testing 103 DSC 实验问答实验问答 NETZSCH Analyzing&Testing 104 如何测试一些较微弱的、在常规条件下不易测出的玻璃化转变？如何测试一些较微弱的、在常规条件下不易测出的玻璃化转变？按照一般的热分析规律，可考虑加大样品量与使用较快一些的升温速率。按照一般的热分析规律，可考虑加大样品量与使用较快一些的升温速率。对于半结晶性的高分子材料对于半结晶性的高分子材料:先升过熔点使样品充分熔融先升过熔点使样品充分熔融 随后淬冷至玻璃化温度以下随后淬冷至玻璃化温度以下 再次升温时玻璃化转变较为明显再次升温时玻璃化转变较为明显 NETZSCH Analyzing&Testing 105 使用液氮进行冷却的降温测试，如何使温度曲线尽快达到线性？使用液氮进行冷却的降温测试，如何使温度曲线尽快达到线性？在降温段之前设置一个恒温段（一般在降温段之前设置一个恒温段（一般510min左右），将左右），将LN打开，初始流量不需很打开，初始流量不需很大，让仪器在降温之前先适应一下大，让仪器在降温之前先适应一下LN。然后降温段设置的流量根据情况酌情加大一些，。然后降温段设置的流量根据情况酌情加大一些，但无需开到最大，仪器会自动根据冷却需要调节液氮流量。这样就能使冷却温度线较快但无需开到最大，仪器会自动根据冷却需要调节液氮流量。这样就能使冷却温度线较快的达到线性。的达到线性。NETZSCH Analyzing&Testing 106 铝坩埚的加盖与压制有哪些实验技巧？铝坩埚的加盖与压制有哪些实验技巧？1).坩埚盖子扎孔密闭：这是常规的坩埚使用方法，它适用于固体测试，样品可以粉坩埚盖子扎孔密闭：这是常规的坩埚使用方法，它适用于固体测试，样品可以粉末，颗粒，片状，块状等等。末，颗粒，片状，块状等等。2).坩埚盖子扎孔，不密闭：这种方法是一种比较经济的方法，对于节省坩埚损耗很坩埚盖子扎孔，不密闭：这种方法是一种比较经济的方法，对于节省坩埚损耗很有帮助。有些样品做完试验后可以取出来且不污染坩埚，我们可以采取这种方法，有帮助。有些样品做完试验后可以取出来且不污染坩埚，我们可以采取这种方法，不用压机将坩埚盖子和平盘压死，这样坩埚就可以重复使用了。不用压机将坩埚盖子和平盘压死，这样坩埚就可以重复使用了。3).敞口坩埚：即不加坩埚盖子，它适用于需要与吹扫气氛充分接触的实验（如氧化敞口坩埚：即不加坩埚盖子，它适用于需要与吹扫气氛充分接触的实验（如氧化诱导期测试），但由于样品表面与流动气体接触会带走一定的热量，量热精度会稍诱导期测试），但由于样品表面与流动气体接触会带走一定的热量，量热精度会稍低一些。低一些。4).坩埚密闭：坩埚盖子不扎孔，用压机将坩埚牢牢密封住，它适用于常规的液体测坩埚密闭：坩埚盖子不扎孔，用压机将坩埚牢牢密封住，它适用于常规的液体测试。对于一些需要完全密闭，能承受更高压力的测试，耐驰还提供专门的中压、高试。对于一些需要完全密闭，能承受更高压力的测试，耐驰还提供专门的中压、高压坩埚。压坩埚。谢谢 谢！谢！zsch-thermal-