、概述

物質(zhì)在物理變化和化學(xué)變化過程中往往會伴隨著熱效應(yīng)，放熱和吸熱現(xiàn)象反映了物質(zhì)熱焓發(fā)生了變化。差熱分析儀就是測定在同受熱條件下，測量試樣與參比物之間溫差對溫度或時間的函數(shù)關(guān)系。

將試樣和參比物分別放入坩堝，置于爐中進行程序加熱，改變試樣和參比物的溫度。若參比物和試樣的熱容相同，試樣又無熱效應(yīng)時，則二者的溫差近乎為“零”，此時得到條平滑的曲線。隨著溫度的增加，試樣產(chǎn)生了熱效應(yīng)，而參比物未產(chǎn)生熱效應(yīng)，二者之間就產(chǎn)生了溫差，在DTA曲線中表現(xiàn)為峰，溫差越大，峰也越大，溫差變化次數(shù)越多，峰的數(shù)目也多。峰頂向上的峰稱為放熱峰，峰頂向下的峰稱為吸熱峰。

下圖為典型的DTA曲線，圖中表現(xiàn)出四種類型的轉(zhuǎn)變：

                                      Ⅰ為二級轉(zhuǎn)變，是水平基線的改變

                                      Ⅱ為吸熱峰，是由試樣的熔融或熔化轉(zhuǎn)變引起的

                                      Ⅲ為吸熱峰，是由試樣的分解或裂解反應(yīng)引起的

  Ⅰ   Ⅱ    Ⅲ       Ⅳ         Ⅳ為放熱峰，這是由于試樣結(jié)晶相變的結(jié)果

        溫度系數(shù)→

                         典型的DTA曲線

二、實驗原理

試樣與參比物放入坩堝后，按定的速率升溫，如果參比物和試樣熱容大致相同，就能得到理想的掃描量熱分析圖。

          T/△T為

                           F

               A  B  D   E    G  H

                                 T

                   C

                                時間

圖中T是由插在參比物的熱電偶所反映的溫度曲線。AH線反應(yīng)試樣與參比物間的溫差曲線。如試樣無熱效應(yīng)發(fā)生，那試樣與參比物間△T=0，在曲線上AB、DE、GH是平滑的基線。當(dāng)有熱效應(yīng)發(fā)生而使試樣的溫度低于參比物，則出現(xiàn)如BCD向下的吸熱峰。反之，向上的EFG放熱峰。

圖中峰的數(shù)目多少、位置、峰面積、方向、高度、寬度、對稱性反映了試樣在所測溫度范圍內(nèi)所發(fā)生的物理變化和化學(xué)變化的次數(shù)、發(fā)生轉(zhuǎn)變的溫度范圍、熱效應(yīng)大小和正負。峰的高度、寬度、對稱性除與測試條件有關(guān)外還與樣品變化過程中的動學(xué)因素有關(guān)，所測得的結(jié)果比理想曲線復(fù)雜得多。

三．儀器面板和功能鍵說明：

                                       1     2

DSC0901-DTA型 差熱分析儀

                DTA   0µv  24.0℃   設(shè)置                                 C

                溫度  24.0℃   0.0℃  

                運行  00：00         

                恒溫  00：00  24.0℃                                     

              （0）溫度    速率    恒溫                                    

                  80℃  10℃/min   2min   結(jié)束                   RUN             ON

OFF

6             4   3            7

1、設(shè)置鍵           （用于設(shè)置10個程序段的溫度、加熱速率和恒溫時間）

2、選擇鍵           （用于選擇設(shè)置的對象，可循環(huán)選擇）

3、返回鍵           （見后面與結(jié)束鍵的區(qū)別）

4、結(jié)束鍵           （設(shè)置完成的退出鍵）

5、C鍵（手動/自動） （標定鍵，用于修正儀器誤差，改變基線斜率、截距）

6、液晶顯示屏

      DTA   0 .0µv                      24.0℃ （為樣品溫度）

溫度  24.0℃ （為爐體實際溫度）    0.0℃ （為爐體理論溫度）

運行  00：00 （顯示運行時間）

恒溫  00：00 （顯示恒溫時間）     24.0℃  （為當(dāng)前環(huán)境溫度）

（0） 溫度  80℃         （0）為當(dāng)前程序段      80℃為此程序段的設(shè)置值

速率  10℃/min     為當(dāng)前加熱速率     10-60℃/min任意設(shè)置

恒溫  2min        表示當(dāng)溫度到達80℃以后將恒溫2min（ 0-30min任意設(shè)置）

7、電源開關(guān)

   、 數(shù)值增加鍵     （設(shè)置參數(shù)值增加鍵）

   、 數(shù)值減小鍵     （設(shè)置參數(shù)值減小鍵）

RUN、運行啟動/停止鍵（按RUN鍵進入運行狀態(tài)，再按下停止運行）

設(shè)置鍵：  從0程序段開始，每按下設(shè)置鍵程序段加。共有0—9拾個程序段。  

→鍵：   選擇設(shè)置對象

返回鍵： 結(jié)束設(shè)置，返回主界面。

結(jié)束鍵： 結(jié)束設(shè)置，返回主界面。儀器只運行到本程序段，以后的程序被置零。這點請務(wù)必注意。

四、標定      （修正誤差，改變基線斜率、截距）

基線：（定義）儀器在不放置試樣和參比物的情況下，加熱（運行）而產(chǎn)生的線段（DTA）。

按C鍵（手動/自動）鍵，進入標定狀態(tài)。

顯示：

            Systime

                        K           00

                        B           00 

                         X           -0.0℃

-》  ：選擇設(shè)置項目。當(dāng)前設(shè)置項目閃爍。

+/-  ：選擇數(shù)據(jù)類型。（+ 或-）

K    ：基線斜率

K值越大，基線越趨向上翹。

B    ：截距

B值越大，基線越趨向坐標下方。

X    ：樣品溫度修正

不定期的進行溫度校正，以保證測試精度。根據(jù)樣品的實際測試溫度，選擇標定物：

測試樣品為環(huán)氧類高分子材料：（Tg值60℃---140℃） 選用苯甲酸:外推溫度（T0） 121.0C—123.0℃    

測試樣品為環(huán)氧類、聚酯類粉末噴涂材料：（Tg值低于70℃） 選用二苯甲酮:外推溫度 38.6℃

測試樣品為焊錫類物質(zhì)，選用純錫:外推溫度（T0）231.9℃

特別提示：測試含鉛或鉛合金材料必須采用陶瓷坩堝！

操作步驟：

放置好參比物（等量的氧化鋁粉末） 

標定物（純錫用鋁坩堝，純鉛及其它高熔點物質(zhì)，高熔點的用陶瓷坩堝）

注：鋁的外推溫度為660.1℃，熔點高于660℃的必須采用陶瓷坩鍋。

根據(jù)試樣熔點設(shè)置：  溫度（高于試樣熔點）    速率  10℃/min   恒溫 0℃

打開DSC分析儀軟件、按RUN鍵點擊軟件的開始繪圖，進入測試電腦上出現(xiàn)溫度和溫差隨時間變化的兩條曲線。儀器“運行”標示閃動，運行結(jié)束，主機發(fā)出滴聲，“運行”標示停止閃動。

例：標定物為純錫（外推溫度T0  231.9℃）如實際測試值（T0 ）為237.3℃

較純錫外推溫度（231.9℃）高5.4?！?nbsp; 則設(shè)：X的現(xiàn)在值-5.4℃;如實際測試值（T0 ）為221.1℃較純錫外推溫度（231.9℃）低10．8℃  則設(shè)：X的現(xiàn)在值+10.8℃

※ 用（+/-） 鍵 改變數(shù)據(jù)類型。（正數(shù)或 負數(shù)）

按C鍵（手動/自動）鍵，結(jié)束標定。

            T0                    

        外推溫度---T0

五、實驗步驟

軟件有兩個界面，按軟件初始界面上的 按鈕即可打開另界面，根據(jù)實驗的需要可選擇其進行實驗。

A.以 為例,失水過程為：

1、打開儀器電源預(yù)熱10分鐘。

2、將試樣稱重放入坩堝中，在另只坩堝中放入質(zhì)量相等的參比物(Al₂O₃)，然后將樣品坩堝放在樣品的托盤上，參比物放在另托盤上。

3、設(shè)置參數(shù)值：按下設(shè)置鍵，儀器進入設(shè)置狀態(tài)，用→鍵選擇所要設(shè)置的參數(shù) ，用   

鍵將溫度調(diào)所需值(CUSO₄·5H₂O的實驗溫度為450℃)，將升溫速率調(diào)節(jié)10℃/min。按結(jié)束鍵，退出設(shè)置狀態(tài)。

4、打開DSC分析儀軟件[繪圖]欄，點擊“開始繪圖”按位于差式掃描量熱儀正下方的‘RUN’鍵，開始測試。電腦上出現(xiàn)溫度和溫差隨時間變化的曲線。儀器“運行”標示閃動。

運行結(jié)束，主機發(fā)出滴聲，“運行”標示停止閃動。

5、保存實驗結(jié)果，關(guān)閉實驗儀器。

                                              +100

  450

                                              0    CUSO₄·5H₂O的參

試驗曲線

                                          -100  

0                                        t

B.求氧化誘導(dǎo)期的實驗步驟

準備工作：

*步：校準溫度

a.放置好坩堝側(cè)盛有標定物，側(cè)盛有等量的氧化鋁粉末

般選擇鋁坩堝或者標定物用鋁坩堝、用陶瓷坩堝做參比物（陶瓷坩堝的材料就是氧化鋁），但還是需要用氧化鋁粉末配重。

注：鋁的外推溫度為660.1℃，熔點高于660℃的必須采用陶瓷坩鍋。

b.根據(jù)試樣熔點設(shè)置： 

溫度（校準錫的溫度般將溫度設(shè)置高于350℃）、速率  10℃/min、恒溫 0min

c. 打開DTA分析軟件進入溫度校正界面(點擊軟件初始界面上的 按鈕進入)、按RUN鍵點擊軟件的開始繪圖，進入測試。電腦上出現(xiàn)功率與溫度變化的曲線。儀器“運行”標示閃動，運行結(jié)束，主機發(fā)出滴聲，“運行”標示停止閃動。

例：標定物為純錫（外推溫度T0  231.9℃）如實際測試值（T0 ）為237.3℃較純錫外推溫度（231.9℃）高5.4?！?nbsp; 則設(shè)：X的現(xiàn)在值-5.4℃;如實際測試值（T0 ）為221.1℃較純錫外推溫度（231.9℃）低10．8℃  則設(shè)：X的現(xiàn)在值+10.8℃

• 用（+/-） 鍵 改變數(shù)據(jù)類型。（正數(shù) 或 負數(shù)）

例圖為純銦的熔點測試。般測試氧化誘導(dǎo)期溫度校正采用測試純錫的熔點

第二步：在溫度校正好的前提下燒200℃恒溫，方法如下：

例：將參數(shù)設(shè)置為：溫度200℃、速率20℃/min、恒溫150min（如果氧化誘導(dǎo)期的時間長可適當(dāng)調(diào)整恒溫時間），然后按運行，看在什么溫度恒溫，然后在參數(shù)設(shè)置的溫度選項補上差值。例:恒溫溫度為187℃，則參數(shù)設(shè)置的溫度選項這調(diào)整為213℃，然后待降溫后繼續(xù)重復(fù)以上操作，直可以達到恒溫200℃。

    注：由于選用的國標不同，需要的溫度不定是200℃，只是參數(shù)設(shè)置不同，方法樣

求氧化誘導(dǎo)期

在托盤的兩邊分別等量的樣品和參比物（用樣的坩堝），接通氮氣（氮氣是保護氣，可以根據(jù)要求選擇用或不用，般情況下不用對結(jié)果的影響不明顯），按RUN鍵進入測試狀態(tài)待溫度達到200℃時用氧氣替代氮氣，并將開始通氧的時間記錄在軟件上的‘通氧時間’欄（開始通氧的時間為‘時間’欄在通氧那刻記錄的時間），待測試完成后進行數(shù)據(jù)處理，得出樣品的氧化誘導(dǎo)期。

氮氣流量控制在≧50ml/min

             圖                                   圖二

         圖  三                                圖   四

          圖  五                         圖  六

圖    七

                        圖         八

圖---圖四是計算樣品氧化誘導(dǎo)期的四個界面，圖六是在圖二和三操做后彈出的對話框，如果選擇‘否（N）’則則進入下界面，選擇‘是（Y）’則重復(fù)圖二和圖三所示的界面。圖五和圖七是圖二、圖三的細節(jié)圖。于上面操作步驟中所提到得通氧時間，是將試樣中通氧那刻，將圖八中‘實時數(shù)據(jù)’中‘時間（min）’中記錄的時間填到圖八中‘試驗信息’中的‘通氧時間（min）’欄。

六、注意事項：

1．特別注意：實驗室室溫控制在15℃-25℃，溫度較為恒定的情況下實驗結(jié)果度和重復(fù)性較高。室溫較高的情況下需開空調(diào)

2. 為確保試驗結(jié)果的準確性，使用儀器時先空燒30分鐘左右。

儀器長時間不用，再次使用時，務(wù)必空燒（不放任何樣品和參比物）兩到三次，可以將： 溫度設(shè)為600℃、 速率設(shè)為5℃/min、 恒溫設(shè)為 0min    按RUN鍵。

3. 試樣用量不宜過多，也不宜過少，應(yīng)適宜。般為20mg左右，如測試用量另有要求，根據(jù)要求確定用量

4．粉狀試樣應(yīng)壓實。

5. 升溫速率般情況下選擇（10~20）℃/min。過大很使曲線產(chǎn)生漂移，降低分辨力；過小測定時間長

6. 不得使用硬物清潔樣品托及實驗區(qū)，以免對儀器造成*性損害。

7. 如果實驗區(qū)有灰塵或其他粉末狀雜物應(yīng)使用洗耳球吹干凈，慎用嘴吹而迷眼

8. 實驗區(qū)污染嚴重時，可以將： 溫度設(shè)為700℃、 速率設(shè)為20℃/min、 恒溫設(shè)為 30min    按RUN鍵。

9. 電源：AC220V   50HZ 、 功耗>2000W

10.儀器連接計算機的數(shù)據(jù)線為232串口線，兩端為九孔插頭。其中兩端插頭以對的方式連接，即：端的*腳連接另端的*腳，端的第二腳連接另端的第二腳，以此類推。如有更換時請注意

七、連接示意圖

           儀器背面示意圖

                                                           232串口

      進氣口

                                                           AC  220V

                                                  電腦主機背面示意圖

       氣氛裝置背面示意圖

                                                                   232串口

AC 220V 氧  氣    出氣口  氮   氣

         進氣口            進氣口

氣氛裝置正面示意圖

          氧氣               氮氣   

流量計             開關(guān)   

     氧                 氮

     氣                 氣

有箭頭的連線表示連接，箭頭方向表示氣體或數(shù)據(jù)的流向

氣氛裝置的氧氣進氣口和氮氣進氣口和正面的指示燈是對應(yīng)的，開關(guān)是雙向的，靠近氮氣指示燈便是選擇氮氣，靠近氧氣側(cè)便是選擇氧氣，位于中間是關(guān)閉氣氛裝置。

保險絲在電源插座的下側(cè)，儀器的保險絲是4A的，氣氛裝置的是1A的。

八、裝箱清單

主機              1臺                 

光盤              1張

數(shù)據(jù)線            2根                

電源線            2根

鋁坩堝            100只

陶瓷坩堝          100只

純錫粒            1袋                

4A保險絲         5只

1A保險絲         5只

說明書            1份                

保修單            1份

合格證           1份                 

備注：如需要其它配件另行商議