一,升溫速(sù)率對(duì)熱分析實(shí)驗(yàn)結果(guǒ)的(dí)影(yǐng)響
升溫(wēn)速率對熱分析(xī)實驗(yàn)結果有十分明(míng)顯的影響,總體(tǐ)來(lái)說,可概括為(wéi)如(rú)下幾點。
1,快速(sù)升(shēng)溫是將反應推向在(zài)高溫區以(yǐ)快的(dí)速度進(jìn)行,即不(bù)僅(jǐn)使DTA曲綫(xiàn)的峰溫(wēn)Tp升高,且峰幅變窄,呈尖高(gāo)峰(fēng)。
2,對(duì)多(duō)階(jiē)反應,慢速升溫(wēn)有利於階(jiē)段反應的(dí)相互分(fēn)離,使DTA曲(qū)綫呈分離(lí)的多(duō)重(zhòng)峰(fēng),TG曲(qū)綫由本來快(kuài)速(sù)升(shēng)溫時的(dí)轉折(zhē),轉而(ér)呈現平(píng)台(tái)。
3,DTA曲綫的峰麵(miàn)積(jī)隨升(shēng)溫速(sù)率的(dí)降低而略有減小(xiǎo)的趨(qū)勢(shì),但(dàn)一般來講相(xiāng)差(chà)不大,如高嶺(lǐng)石(shí)在大約600℃的(dí)脫(tuō)水(shuǐ)吸(xī)熱反應(yīng),當升溫速(sù)率範圍(wéi)為5~20℃/min時(shí),峰麵(miàn)積(jī)大(dà)相差(chà)在±3%以(yǐ)內。
4,升溫速率影(yǐng)響試樣(yàng)內(nèi)各(gè)部位(wèi)的溫度分(fēn)布(bù)。如(rú)厚(hòu)度為(wéi)1mm的(dí)低密度聚乙(yǐ)烯(xī)DSC測定表(biǎo)明,當(dāng)升(shēng)溫(wēn)速率為(wéi)2.5℃/min時(shí),試樣內外(wài)溫差不(bù)大(dà);而(ér)80℃/min時(shí)溫差可達(dá)10℃以上。
二(èr),試樣用量和(hé)粒(lì)度(dù)對熱(rè)分(fēn)析實驗結果的影(yǐng)響
少量試(shì)樣有利於氣(qì)體產物的(dí)擴散(sàn)和試(shì)樣內溫度的均(jūn)衡,減(jiǎn)小(xiǎo)溫度梯(tī)度,降(jiàng)低(dī)試(shì)樣(yàng)溫度與(yǔ)環境(jìng)綫性升溫的(dí)偏差(chà),這(zhè)是由於試樣的(dí)吸,放(fàng)熱效應(yīng)而引起(qǐ)的。
另(lìng)外,堆(duī)砌鬆散的(dí)試樣顆粒(lì)之間(jiān)有空(kōng)隙(xì),使試樣導熱變差(chà),而顆粒越(yuè)小,越可(kě)堆(duī)得(dé)緊密(mì),導(dǎo)熱(rè)良(liáng)好(hǎo)。不管試樣(yàng)的(dí)粒(lì)度如何(hé),堆(duī)砌密度不是(shì)很容易重復(fù)的,也會(huì)影響TG曲綫的形貌(mào)特(tè)征。
三,氣氛對熱(rè)分析(xī)實驗(yàn)結(jié)果的(dí)影響
熱分(fēn)析(xī)實(shí)驗(yàn)常(cháng)需(xū)變(biàn)換氣氛(fēn),借(jiè)以辨析(xī)熱(rè)分(fēn)析(xī)曲綫熱(rè)效應的(dí)物理(lǐ)-化(huà)學歸(guī)屬(shǔ)。如在空(kōng)氣中測(cè)定(dìng)熱分(fēn)析(xī)曲(qū)綫呈(chéng)現放(fàng)熱峰(fēng),而在惰性氣(qì)氛(fēn)中測(cè)定(dìng),依(yī)不同的反(fǎn)應可分(fēn)為(wéi)幾種情(qíng)形(xíng):如(rú)為(wéi)結(jié)晶或(huò)固(gù)化反(fǎn)應,則放(fàng)熱峰大(dà)小不(bù)變:如為吸熱反(fǎn)應,則是分(fēn)解燃燒(shāo)反應:如無峰(fēng)或呈(chéng)現(xiàn)非常小(xiǎo)的(dí)放(fàng)熱峰,則是(shì)金屬氧(yǎng)化之(zhī)類(lèi)的反應(yīng)。借(jiè)此(cǐ)可觀測(cè)有(yǒu)機(jī)聚(jù)合物等熱裂(liè)解與(yǔ)熱氧化(huà)裂(liè)解(jiě)之間(jiān)的差(chà)異。
對(duì)於(yú)形成氣體產物(wù)的(dí)反應,如不將(jiāng)氣(qì)體產物及時排(pái)出,或通過其它方式(shì)提高(gāo)氣(qì)氛中氣(qì)體產物(wù)的(dí)分壓,會使反(fǎn)應向高溫(wēn)移動。如水汽使含(hán)水硫(liú)酸(suān)鈣CaSO4•2H2O失(shī)水反應受(shòu)到(dào)抑製(zhì),與在空氣中(zhōng)測(cè)定(dìng)的(dí)結果相比,反應溫度移(yí)向高溫,呈(chéng)雙(shuāng)重(zhòng)峰及(jí)分步脫水(shuǐ)過程(chéng)。
四(sì),浮力(lì),對流和(hé)湍(tuān)流對TG曲綫的影響
樣品(pǐn)支持器所處(chǔ)介質(zhì)空間氣(qì)相(xiāng)密度(dù)隨(suí)溫度的升高而降(jiàng)低,因而(ér)浮力(lì)減(jiǎn)小,表(biǎo)現為表(biǎo)觀增重。
對試樣容器(qì)來(lái)說,朝上流(liú)動的空氣(qì)引起表觀失重,而空(kōng)氣湍(tuān)流(liú)引起增重(zhòng),這與坩(gān)堝(guō)尺(chǐ)寸和形狀(zhuàng)有(yǒu)關,可借助(zhù)位於(yú)試樣(yàng)容(róng)器上方(fāng)的出(chū)氣(qì)孔加(jiā)以調整,但(dàn)使TG曲綫(xiàn)在整個溫(wēn)度範(fàn)圍內沒有(yǒu)表(biǎo)觀(guān)質量變化是(shì)比較(jiào)困(kùn)難(nán)的。
現(xiàn)有(yǒu)的(dí)熱天平(píng),在(zài)25~650℃的(dí)溫度範圍內,質量變(biàn)化可(kě)控製在2μg以內。
五,裝樣(yàng)的緊密程度對熱分(fēn)析(xī)實驗結(jié)果的影(yǐng)響(xiǎng)
試(shì)樣(yàng)在坩(gān)堝(guō)中(zhōng)裝(zhuāng)填的(dí)鬆緊程度會影響熱(rè)分(fēn)解氣(qì)體產(chǎn)物向(xiàng)周(zhōu)圍介質空(kōng)間的擴散(sàn)和試(shì)樣與(yǔ)氣氛的(dí)接(jiē)觸。如(rú)含(hán)水草(cǎo)酸鈣CaSO4•2H2O的(dí)第2步失去一(yī)氧化碳(tàn)(CO)的反(fǎn)應(yīng):
CaC2O4→CaCO3+CO↑
當介質為空(kōng)氣(qì)時,如(rú)裝樣較疏(shū)鬆(sōng),有較(jiào)充(chōng)分的(dí)氧(yǎng)化(huà)氣(qì)氛(fēn),則DTA曲(qū)綫(xiàn)呈(chéng)放熱效應(峰(fēng)溫511℃),是CO氧化:
2CO+O2→2CO2
上(shàng)述結果說(shuō)明(míng),這(zhè)步(bù)反應的吸(xī),放(fàng)熱(rè)現(xiàn)象(xiàng)與裝(zhuāng)樣的緊(jǐn)密程度有關(guān)。總的來說(shuō),CaC2O4分解所(suǒ)需(xū)的(dí)能(néng)量(liáng)如小於(yú)CO 氧化放出的能(néng)量,則表現為放(fàng)熱反應(yīng),反之(zhī)為(wéi)吸(xī)熱(rè)。