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影响仪器仪表差热分(fēn)析关键因素及选择
发布时间:
2019-11-06
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差热分(fēn)析操作(zuò)简单,但在实际工(gōng)作(zuò)中(zhōng)常常发现同一试样在不同仪器上测量,或不同的人在同一仪器上测量,所得到的差热曲線(xiàn)结果有(yǒu)差异。峰的最高温度、形状、面积和峰值大小(xiǎo)都会发生一定变化。其主要原因是因為(wèi)热量与许多(duō)因素有(yǒu)关,传热情况比较复杂所造成的。一般说来,一是仪器,二是样品。虽然影响因素很(hěn)多(duō),但只要严格控制某种条件,仍可(kě)获得较好的重现性。
(1)气氛和压力的选择
气氛和压力可(kě)以影响样品化學(xué)反应和物(wù)理(lǐ)变化的平衡温度、峰形。因此,必须根据样品的性质(zhì)选择适当的气氛和压力,有(yǒu)的样品易氧化,可(kě)以通入N2、Ne等惰性气體(tǐ)。
(2)升温速率的影响和选择
升温速率不仅影响峰温的位置,而且影响峰面积的大小(xiǎo),一般来说,在较快的升温速率下峰面积变大,峰变尖锐。但是快的升温速率使试样分(fēn)解偏离平衡条件的程度也大,因而易使基線(xiàn)漂移。更主要的可(kě)能(néng)导致相邻两个峰重叠,分(fēn)辨力下降。较慢的升温速率,基線(xiàn)漂移小(xiǎo),使體(tǐ)系接近平衡条件,得到宽而浅的峰,也能(néng)使相邻两峰更好地分(fēn)离,因而分(fēn)辨力高。但测定时间長(cháng),需要仪器的灵敏度高。一般情况下选择8度·min-1~12度·min-1為(wèi)宜。
(3)试样的预处理(lǐ)及用(yòng)量
试样用(yòng)量大,易使相邻两峰重叠,降低了分(fēn)辨力。一般尽可(kě)能(néng)减少用(yòng)量,最多(duō)大至毫克。样品的颗粒度在100目~200目左右,颗粒小(xiǎo)可(kě)以改善导热条件,但太细可(kě)能(néng)会破坏样品的结晶度。对易分(fēn)解产(chǎn)生气體(tǐ)的样品,颗粒应大一些。参比物(wù)的颗粒、装(zhuāng)填情况及紧密程度应与试样一致,以减少基線(xiàn)的漂移。
(4)参比物(wù)的选择
要获得平稳的基線(xiàn),参比物(wù)的选择很(hěn)重要。要求参比物(wù)在加热或冷却过程中(zhōng)不发生任何变化,在整个升温过程中(zhōng)参比物(wù)的比热、导热系数、粒度尽可(kě)能(néng)与试样一致或相近。
常用(yòng)α-三氧化二铝Al2O3)或煅烧过的氧化镁(MgO)或石英砂作(zuò)参比物(wù)。如分(fēn)析试样為(wèi)金属,也可(kě)以用(yòng)金属镍粉作(zuò)参比物(wù)。如果试样与参比物(wù)的热性质(zhì)相差很(hěn)遠(yuǎn),则可(kě)用(yòng)稀释试样的方法解决,主要是减少反应剧烈程度;如果试样加热过程中(zhōng)有(yǒu)气體(tǐ)产(chǎn)生时,可(kě)以减少气體(tǐ)大量出现,以免使试样冲出。选择的稀释剂不能(néng)与试样有(yǒu)任何化學(xué)反应或催化反应,常用(yòng)的稀释剂有(yǒu)SiC、铁粉、Fe2O3、玻璃珠Al2O等。
(5)纸速的选择
在相同的实验条件下,同一试样如走纸速度快,峰的面积大,但峰的形状平坦,误差小(xiǎo);走纸速率小(xiǎo),峰面积小(xiǎo)。因此,要根据不同样品选择适当的走纸速度。不同条件的选择都会影响差热曲線(xiàn),除上述外还有(yǒu)许多(duō)因素,诸如样品管的材料、大小(xiǎo)和形状、热電(diàn)偶的材质(zhì)以及热電(diàn)偶插在试样和参比物(wù)中(zhōng)的位置等。市售的差热仪,以上因素都已固定,但自己装(zhuāng)配的差热仪就要考虑这些因素。
(本文(wén)转自電(diàn)子工(gōng)程世界:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/0619/article_5254.html)
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