中国科学技术大学：《仪器分析》课程教学资源（PPT讲稿）热分析及其应用

热分析及其应用 马旭初

热分析及其应用 马旭初

第一章绪论 第一节热分析的定义及发展概况 热分析( thermal analysis),顾名 思义,可以解释为以热进行分析的 种方法。197年在日本京都召开的国 尔热分析协会(ICTA)第七次会议上 给热分析下了如下定义:即热分析是 在程序控制温度下,测量物质的物理 性质与温度的关系的一类技术

第一章 绪 论 热分析（thermal analysis），顾名 思义，可以解释为以热进行分析的一 种方法。1977年在日本京都召开的国 际热分析协会（ICTA）第七次会议上， 给热分析下了如下定义：即热分析是 在程序控制温度下，测量物质的物理 性质与温度的关系的一类技术。 第一节 热分析的定义及发展概况

其数学表达式为:P=f(T) 其中,P是物质的一种物理量 T是物质的温度。 所谓程序控制温度一般是指线性升温或 线性降温,当然也包括恒温、循环或非线 性升温、降温。也就是把温度看作是时间 的函数: T=o(t) 其中t是时间 P=f(T或t

其中，P是物质的一种物理量； T是物质的温度。 所谓程序控制温度一般是指线性升温或 线性降温，当然也包括恒温、循环或非线 性升温、降温。也就是把温度看作是时间 的函数： T＝φ（t） 其中t是时间。 其数学表达式为：P＝f（T） 则 P＝f（T或t）

热分析存在的客观物质基础 在目前热分析可以达到的温度范围内 从一150℃到1500℃(或2400℃),任 何两种物质的所有物理、化学性质是不 会完全相同的。因此,热分析的各种曲 线具有物质“指纹图”的性质。 通俗来说,热分析是通过测定物质加 热或冷却过程中物理性质(目前主要是 重量和能量)的变化来研究物质性质及 其变化,或者对物质进行分析鉴别的 种技术

热分析存在的客观物质基础 在目前热分析可以达到的温度范围内， 从－150℃到1500℃（或2400℃），任 何两种物质的所有物理、化学性质是不 会完全相同的。因此，热分析的各种曲 线具有物质“指纹图”的性质。 通俗来说，热分析是通过测定物质加 热或冷却过程中物理性质（目前主要是 重量和能量）的变化来研究物质性质及 其变化，或者对物质进行分析鉴别的一 种技术

热分析的起源及发展 1899年英国罗伯特一奥斯汀( Roberts Austen)第一次使用了差示热电偶和参比 物,大大提高了测定的灵敏度。正式发 明了差热分析(DTA)技术。1915年目 本东北大学本多光太郎,在分析天平的 基础上研制了“热天平”即热重法 (TG),后来法国人也研制了热天平技 术

热分析的起源及发展 1899年英国罗伯特－奥斯汀（Roberts￾Austen）第一次使用了差示热电偶和参比 物，大大提高了测定的灵敏度。正式发 明了差热分析（DTA）技术。1915年日 本东北大学本多光太郎，在分析天平的 基础上研制了“热天平”即热重法 （TG），后来法国人也研制了热天平技 术

1964年美国瓦特逊( Watson)和 奥尼尔( ONeill)在DTA技术的基础 上发明了差示扫描量热法(DSC 美国P一E公司最先生产了差示扫描量 热仪,为热分析热量的定量作出了贡 献。 1965年英国麦肯才( Mackenzie)和 瑞德弗( Redfern)等人发起,在苏格 亚伯丁召开了第一次国际热分析大会, 并成立了国际热分析协会

1964年美国瓦特逊（Watson）和 奥尼尔（O’Neill）在DTA技术的基础 上发明了差示扫描量热法（DSC）， 美国P－E公司最先生产了差示扫描量 热仪，为热分析热量的定量作出了贡 献。 1965年英国麦肯才（Mackinzie）和 瑞德弗(Redfern)等人发起，在苏格兰 亚伯丁召开了第一次国际热分析大会， 并成立了国际热分析协会

第二节热分析应用领域及研究内容 热分析特点: 应用的广泛性 从热分析文摘(TAA)近年的索引可以 看出,热分析广泛应用于无机,有机,高 分子化合物,冶金与地质,电器及电子用 品,生物及医学,石油化工,轻工等领域 当然这与应用化学,材料科学,生物及医 学的迅速发展有密切的关系

第二节 热分析应用领域及研究内容 一、应用的广泛性 从热分析文摘（TAA）近年的索引可以 看出，热分析广泛应用于无机，有机，高 分子化合物，冶金与地质，电器及电子用 品，生物及医学，石油化工，轻工等领域。 当然这与应用化学，材料科学，生物及医 学的迅速发展有密切的关系。 热分析特点：

分析装置的利用领域 医药品 ·香料·化妆品 有机、无机药品 触媒 火药 电子材料 食品 木材纸 生物体·液晶 °建材 °油脂·肥皂 公害 洗涤剂 工业废弃物 規格 橡胶 玻璃 高分子·塑料 金属 纤维 陶瓷·粘土·矿物 °油墨·顏料·染料·塗料 水泥 粘着剂 热分析的历史 DTA TMA 复合分析 印刷

熱分析の木 印刷 DSC TG DTA TMA 复合分析 •医药品 •香料･化妆品 •有机、无机药品 •触媒 •火药 •食品 •生物体･液晶 •油脂･肥皂 •洗涤剂 •橡胶 •高分子･塑料 •纤维 •油墨･顔料･染料･塗料 •粘着剂 •玻璃 •金属 •陶瓷･粘土･矿物 •水泥 •电子材料 •木材･纸 •建材 •公害 •工业废弃物 热分析的历史 規格 热分析装置的利用领域

在动态条件下快速研究物质热特性 的有效手段 方法和技术的多样性 应用最广泛的方法是热重(TG)和差 热分析(DTA),其次是差示扫描量热 法(DSC),这三者构成了热分析的 大支柱,占到热分析总应用的75%以上

二、在动态条件下快速研究物质热特性 的有效手段。 三、方法和技术的多样性 应用最广泛的方法是热重（TG）和差 热分析（DTA），其次是差示扫描量热 法（DSC），这三者构成了热分析的三 大支柱，占到热分析总应用的75％以上

热分析 加热 热量变化 DTA( DSC 重量变化 TG DTG (微分热重分析 长度变化 TMA(热机械分析) 物质 粘弹性变化 DMA动态机械分析 气体发生 EGA逸出气分析) 冷却 热传导 其他

热 分 析 物 质 加热 冷却 热量变化 重量变化 长度变化 粘弹性变化 气体发生 热传导 其 他 DTA TG TMA DMA DSC EGA DTG （热机械分析） （逸出气分析） （动态机械分析） （微分热重分析）