差式掃描量熱儀是一種常用的熱分析儀器,廣泛應用于材料科學、化學、制藥等領域?;跓崃W的原理,通過測量樣品與參比物之間的溫度差異來研究材料的熱性質(zhì)。它可以測量樣品在恒定升溫或降溫條件下的熱容、熱反應、熔化、晶化等熱行為,從而了解材料的熱穩(wěn)定性、相變特性、反應動力學等信息。
差式掃描量熱儀由以下部分組成:樣品室、參比室、控溫系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。其中,樣品室和參比室分別裝有樣品和參比物,通過控溫系統(tǒng)使兩個室的溫度保持恒定并以相同的速率升溫或降溫。檢測系統(tǒng)則用于測量樣品與參比物之間的溫差,并將溫差轉(zhuǎn)化為電信號。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)則負責采集、記錄和處理這些信號,最終得到樣品的熱性質(zhì)曲線。
工作原理如下:在開始實驗之前,樣品和參比物需要先在相同條件下進行預先熱處理,以消除初始狀態(tài)下的熱差異。然后,通過控溫系統(tǒng)使樣品室和參比室同時升溫或降溫,期間測量樣品與參比物之間的溫差,并將溫差轉(zhuǎn)化為電信號。這個溫差信號經(jīng)過放大、濾波等處理后,傳送給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中,經(jīng)過一系列的計算和校正,可以得到樣品的熱性質(zhì)曲線。常見的熱性質(zhì)曲線有熱容曲線、熱效應曲線等。通過分析這些曲線,可以得到樣品的熱穩(wěn)定性、相變溫度、相變焓變等信息,為材料研究和工藝優(yōu)化提供重要的參考依據(jù)。
差式掃描量熱儀具有許多優(yōu)點,例如高靈敏度、高準確度、寬溫度范圍等。它適用于各種樣品類型,包括固體、液體、氣體等,并且可以進行動態(tài)測量和靜態(tài)測量。在材料科學、化學、制藥等領域中得到了廣泛的應用。在材料科學領域,常用于研究材料的熔化、晶化、玻璃化轉(zhuǎn)變等相變行為,以及聚合物的交聯(lián)反應、氧化降解等熱反應。在化學領域,它可以用于分析化學反應的放熱或吸熱過程,以及測定反應物的熱穩(wěn)定性。