《材料测试技术及方法》课程教学资源（讲稿）课件_其他班级上课课件2_6,热分析例题及习题

总结操作因素：·升温速率1.差热分析（DTA）△T~T/t·气氛2.差示扫描量热法（DSC）△W~T/t·压力3.热重法（TG)m~T/t试样粒度试样用量·升温速率·升温速率20'C-min101°℃2E/m99°C110°C升温速率增加固相→近晶相→胆留相→液相峰增高；eh/mi升温速率增加会掩盖峰顶温度增加；相邻的吸收峰K/a·曲线形状变化。·分辨率降低·灵敏度增加升温速率对高岭土脱水反应升温速率对腺能除随液晶DTA曲热的影电DTA曲线的影响2C0-O,-2C0气氛CaCO,--CaOHCO,保持均匀的升温速度(Φ）即dT/dt=常数co一炉内气氛对涉及影响差热峰的形状、位和相邻峰的分辩率C空气气氧CO气相的反应有很大G峰形（对高平街测定对相邻峰峰顶升漫基线票影响。速除时间轴）条件时间的分辨率温度4气氛会影响差热囊长好低而平坦靠近低T吸曲线形态。窄而尖锐远高大T/CaC,OH,O在不同气氛中的DTA曲线通常升温速度控制在5~20℃·min-l

1 总 结 1. 差热分析（DTA） 2. 差示扫描量热法（DSC） 3. 热重法（TG） △T~T/t △W~T/t m~T/t 操作因素： • 升温速率 • 气氛 • 压力 • 试样粒度 • 试样用量 升温速率增加 升温速率对高岭土脱水反应 DTA曲线的影响 • 升温速率 ‹曲线形状变化。 ‹峰顶温度增加； ‹峰增高； 升温速率增加会掩盖 相邻的吸收峰 • 升温速率 ‹分辨率降低 升温速率对胆甾醇丙酸酯液晶DTA曲线的影响 固相→近晶相→胆甾相→液相 99ºC 101ºC 110ºC ‹灵敏度增加 影响差热峰的形状、位置和相邻峰的分辨率 快 窄而尖锐 远离 短 差 大 高 慢 低而平坦 靠近 长 好 小 低 峰顶 温度 基线漂 移 对相邻峰 的分辨率 测定 时间 离平衡 条件 峰形（对 时间轴） 升温 速度 保持均匀的升温速度(φ) 即dTr/dt = 常数 通常升温速度控制在5～20℃·min-1 • 气氛 CaC2O4·H2O在不同气氛中的DTA曲线 H2O CO2 CO —炉内气氛对涉及 气相的反应有很大 影响。 —气氛会影响差热 曲线形态。 吸热 2CO+O2-2CO2 CaCO3-CaO+CO2

·试样用量·压力斜方相（)斜方相（)四方相（一立方相（C一用量越多，一放出或消耗气体的DTA峰越宽，分化学反应或物理变化辨率下降：，外界压力增大，热378°℃·峰顶温度会移向高反应温度向高温方向249°C温移动。微量技术一般用一不涉及气相的物理5~15mg左右。最变化，如晶型转变、mt2040-6080100120140160新仪器有用1~6mg熔融、结晶等，压力压力对苯甲酸的DTA曲线的影响试样NH,NO,的DTA商线a.5mg:b.50mg;c.5g对DTA峰温影响很小1-常压；2-加压思考题：·试样粒度图a-b→c对应的粒度依次减小1.在DTA中，升温速度愈快，一般使DTA一颗粒越大，峰曲线形趋于扁而宽。峰顶温度愈高，峰形愈尖锐颗粒越小，热效应温度偏低2.某化合物在加热过程中，在不同温度下发生一颗粒度要求：100日-300日两次分解失重，其产物在高温下还发生熔化。(a)(b)60.04-0.15mm则它的TG和DTA曲线分别会出现：CuSO,5H,O脱水生成CuSO,H,O的方程式为：两个台阶和三个峰CusO,-5H,0+CuSO,3H,0+2H,O（液）H,O(液)+HO(气)CuSO,- 3H,0+CuSO,H,0+2H,O(气)3.下图为偏钒酸铵（NHVO，）的TG及NH,VO,MNwJo, =117MH,o=18DTA曲线，根据推断其热效应过程为：Msm, =17DTA2NHVO,→2NH+VO,H,OMnl_=14.5%MNHJOV,O,H,O-→VO,+H,OMuD=7.7%2*MHJ0,先分解失去NH，TA再分解失去H,02

2 • 压力 压力对苯甲酸的DTA曲线的影响 1-常压；2-加压 249ºC 378ºC —放出或消耗气体的 化学反应或物理变化 ，外界压力增大，热 反应温度向高温方向 移动。 —不涉及气相的物理 变化，如晶型转变、 熔融、结晶等，压力 对DTA峰温影响很小 NH4NO3的DTA曲线 a.5mg; b.50mg; c.5g • 试样用量 — 用量越多， •DTA峰越宽，分 辨率下降； •峰顶温度会移向高 温 — 微量技术一般用 5～15mg左右。最 新仪器有用1～6mg 试样 CuSO4·5H2O脱水生成CuSO4·H2O的方程式为： CuSO4·5H2O CuSO4 · 3H2O + 2H2O(液) H2O(液) H2O(气) CuSO4 · 3H2O CuSO4·H2O +2H2O(气) • 试样粒度 图a→b→c 对应的粒度依次减小 —反应速度 —气体传递受阻 —颗粒越大，峰 形趋于扁而宽。 颗粒越小，热效 应温度偏低。 —颗粒度要求： 100目-300目 0.04-0.15mm 1. 在DTA中，升温速度愈快，一般使DTA 曲线 峰顶温度愈高，峰形愈尖锐 2.某化合物在加热过程中，在不同温度下发生 两次分解失重，其产物在高温下还发生熔化。 则它的TG和DTA曲线分别会出现： 两个台阶和三个峰 思考题： 3.下图为偏钒酸铵（NH4VO3）的TG及 DTA曲线，根据推断其热效应过程为： 4 3 3 25 2 2 2 NH VO NH V O H O → +⋅ VO HO VO HO 25 2 25 2 ⋅→+ 先分解失去NH3， 再分解失去H2O NH VO4 3 43 2 3 3 4 3 2 4 3 117 18 17 =14.5% =7.7% 2* NH VO H O NH NH NH VO H O NH VO M M M M M M M = = =

4.为什么DTA只适用于定性和半定量分析，而DSC适用于定量分析DTA：温差一热损失、热交换，且测温灵敏度较低：DSC：温度始终保持一致，避免热交换和热损失差异3

3 4.为什么DTA只适用于定性和半定量分 析，而DSC适用于定量分析 DTA：温差—热损失、热交换，且测温灵 敏度较低； DSC：温度始终保持一致，避免热交换和 热损失差异