常用的热分析技术主要有热重分析，差热分析和差式扫描量热分析，热机械分析等。不同的分析技术需要采用不同的仪器进行，因此其数据格式仪器种类和厂商的不同而存在一定的差异。虽然可以使用仪器附带的数据分析软件进行数据处理和分析，但这些数据分析软件多数为仪器专属附带的分析软件，难以广泛提供给科研人员使用，且这些数据分析软件分析处理后的图形文件不一定能满足实验报告和科研论文的需求。我们将使用不同的实例介绍使用Origin作图软件处理热重分析数据、差示扫描量热分析数据、热机械分析数据的方法。采用的实例均为分析测试中心仪器测试的数据，软件为Origin2022学习版。
分析测试中心可以热重分析测试的仪器一共有3台，分别是德国NETZSCH公司的同步热分析仪STA449F3和STA449F5以及美国PerkinElmer公司的热重分析仪TGA8000。前者导出的数据文件为Excel格式（图1），后者导出的数据文件为Text格式（图2）。
图1 德国NETZSCH公司的同步热分析仪导出的Excel格式数据文件
图2 美国PerkinElmer公司的热重分析仪TGA8000导出的Text格式数据文件
在图1中，可以看出同步热分析仪给出的数据文件中样品测试过程中的时间、温度、质量百分比变化（即归一化后的样品质量变化）均已直接给出。因此可以直接用温度为X轴，质量百分比变化为Y轴在Origin中作热重曲线图（图3）。
图3 同步热分析仪数据在Origin中作图
在图2中，热重分析仪给出的数据文件给出的样品测试过程的参数有时间、程序温度、样品温度、样品质量变化等。其中作图的X轴使用的温度为样品温度，Y轴使用的质量变化需做归一化处理（以便进行比较分析）。归一化处理样品的质量变化需选定样品的初始质量，图2中有两个初始质量，一个是样品的初始称量质量，一个是样品测试前称量的质量。热重分析仪有自动进样装置，其可以一次性最多编辑48个样品测试程序进行测试。样品的初始称量质量是在编辑测试程序时称量的质量，其称量时间与样品的测试开始时间相隔有几小时甚至几十小时，此质量与样品测试开始时的质量会存在偏差，所以我们采用样品测试前称量的质量为样品的初始质量对样品的质量变化进行归一化处理并作图（图4和图5）。图4 热重分析仪数据在Origin中进行归一化处理
图5 热重分析仪数据在Origin中作图
热重曲线在进行分析前，需要进行一定的预处理：平滑和微分。由于仪器导出的原始数据做的热重曲线通常呈现出较为明显的“毛刺”现象，即曲线的噪音比较大，需要进行一定程度的平滑处理，以消除噪音。其平滑程度以保持曲线没有明显变化为准。在热重曲线的实际分析过程中，通常需要对热重曲线进行微分处理，得到DTG曲线作为热重曲线分析时的辅助线。
图6 热重曲线平滑：右侧黑线为原始曲线，红线为平滑后的曲线。
如图6，选中曲线，在菜单栏中选择“分析”>“信号处理”>“平滑”，弹出对话框。方法选“相邻平均法”，勾选“自动预览”，在窗口点数中点击右侧的下拉箭头，弹出一个滑动条，拉动滑块即可在右侧直观看到平滑的效果。一般曲线平滑点数选50~200即可，图6中属于平滑过度。
图7中，在右上角取消热重原始曲线，保留平滑后的热重曲线。选中曲线，在菜单栏中选择“分析”>“数学”>“微分”，弹出对话框。导数的阶选“1阶”，勾选“画出导数曲线”，确定即得微分曲线。再对微分曲线按图7中的方法进行平滑。在Origin中，点击左侧项目管理器，切换至数据表界面。选择第1、3、5列数据（温度、平滑的热重数据、平滑的微分数据），在下方选择作“双Y轴图”。如图8，即可得到温度-热重-微分的双Y轴曲线图。
图8 热重曲线和微分曲线的双Y轴图
热重曲线的解析规范可以参考GB/T33047.1-2016《塑料 聚合物热重法（TG）第一部分：通则》和JY/T 0589.4-2020《热分析方法通则 第4部分：热重法》中的相关规定。其中起始温度采用外推起始温度，即图9中的起始点A点，是起始质量的延长线或台阶之间最小梯度处的切线与下一个台阶的最大梯度处的交点。终止温度采用外推终点温度，即图9中的终止点B点，是终止质量的延长线或台阶之间最小梯度处的切线与上一台阶的最大梯度处的交点。
（1）热重曲线相关特征物理量的的标示方法
（2）质量多阶损失热重曲线示例
（3）反应间尚未达到质量恒定的质量多阶损失热重曲线示例
图9 热重曲线的标示方法（取自GB/T33047.1-2016）
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