DSC的工作原理

2020-12-08
铄思百检测

DSC的工作原理

差示扫描量热法 (DSC)是在程序控制温度条件下,测量输入给样品与参比物的功率差与温度关系的一种热分析方法。

DSC方法:热流式差式扫描量热法,功率补偿式差示扫描量热法。

DSC曲线:记录ΔP‘(IΔU)随T(或t)的变化的曲线;吸热(Endo)峰向下,放热(Exo)峰向上

2. 差示扫描量热仪

核心:测量池的设计

两种DSC量热池:

a) 铂电阻测温式

b) 热电偶测温式

与DTA相比:DSC仪器多了一个功率补偿放大器,样品与参比池下多了补偿加热丝

原理:试样吸热,补偿器供热给试样,使试样与参比物的温度相等;试样放热,补偿器供热给参比物,使试样与参比物温度相等。

补偿回路总电流:I = IS + IR

3. DSC在使用中应注意的要点

(1)样品要求

可以分析固体和液体样品;固体样品可以是粉末、薄片、晶体或颗粒状;对高聚物薄

膜,可直接冲成圆片,块状的可用刀或锯分解成小块

(2)样品用量的影响

样品用量为0.5-10 mg;用量少,有利于使用快速程序温度扫描,可得到高分辨率而提高定性效果,容易释放裂解产物,获得较高转变能量;用量大,可观察到细小的转变,得到较精确的定量结果

(3)形状的影响

样品的几何形状对DSC峰形亦有影响;大块样品,由于传热不良导致使峰形不规则;

细或薄的样品,可得到规则的蜂形,有利于面积的计算;对峰面积基本上没有影响。

(4) 样品纯度

样品纯度对DSC曲线的影响较大;杂质含量的增加会使转变峰向低温方向移动而且峰形变宽

4.常用气氛:

N2: 常用惰性气氛

Ar: 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

Air: 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

特殊气氛(如H2、CO、HCl 等)

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。

通过改变测试气氛(如真空-氮气-空气),有助于深入剖析材料成分。


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