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热重分析仪的工作原理

热重分析仪(Thermogravimetric Analysis)是在程序温度控制下测量试样的重量随温度变化的一种热分析仪器。RZY系统热重分析仪是新一代小型化智能型热分析仪,其结构简洁,安装调试方便,主要由仪器主机、加热炉和天平、气氛单元和微机、打印机组成。


热重分析仪的工作原理

热重分析仪常用的测量的原理有两种,即变位法和零位法。所谓变位法,是根据天平梁倾斜度与质量变化成比例的关系,用差动变压器等检知倾斜度,并自动记录。零位法是采用差动变压器法、光学法测定天平梁的倾斜度,然后去调整安装在天平系统和磁场中线圈的电流,使线圈转动恢复天平梁的倾斜,即所谓零位法。由于线圈转动所施加的力与质量变化成比例,这个力又与线圈中的电流成比例,因此只需测量并记录电流的变化,便可得到质量变化的曲线。

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法国塞塔拉姆 热重分析仪Setline TGA(点击图片查看产品详情)

热重分析仪方法

当被测物质在加热过程中有升华、汽化、分解出气体或失去结晶水时,被测的物质质量就会发生变化。这时热重曲线就不是直线而是有所下降。通过分析热重曲线,就可以知道被测物质在多少度时产生变化,并且根据失重量,可以计算失去了多少物质,(如CuSO4·5H2O中的结晶水)。


从热重曲线上我们就可以知道CuSO4·5H2O中的5个结晶水是分三步脱去的。通过TGA 实验有助于研究晶体性质的变化,如熔化、蒸发、升华和吸附等物质的物理现象;也有助于研究物质的脱水、解离、氧化、还原等物质的化学现象。


热重分析通常可分为两类:动态(升温)和静态(恒温)。热重法试验得到的曲线称为热重曲线(TG曲线),TG曲线以质量作纵坐标,从上向下表示质量减少;以温度(或时间)作横坐标,自左至右表示温度(或时间)增加。


热重分析仪使用范围:

它可以用来测定金属络合物的降解、煤的成分、物质脱水、分解和聚合物的氧化诱导期、催化剂的筛选以及反应动力学的研究等。广泛应用于无机、有机、石化、建材、化纤、冶金、陶瓷、制药等领域,是国防、科研、大专院校、工矿企业等单位研究不同温度下物质物理、化学变化的重要分析仪器。


探究热重分析仪与综合热分析仪的不同之处:

热重分析仪是一种利用热重法检测物质温度-质量变化关系的仪器。热重法是在程序控温下,测量物质的质量随温度(或时间)的变化关系。综合热分析仪同时测量热流(DSC)/发生转变温度(DTA)和质量损失(TGA)三钟信息。这套系统利用了水平式双天平测量原理,标准配置自动气体切换器,数字式气体流量控制器和触摸屏控制,工作温度从室温至1500℃。虽说在实验中有着异曲同工之妙,但在细微之处又有所不同。


1.调零范围都在0~999.9mg,但是综合热分析仪为手动调节,而热重分析仪为电脑自动调节,既方便用户又能精确控制。


2.差热量程的选择上两者一致,热重的失重量都可以测到200mg,热重分析仪的热重精度为1ug,差热精度为0.01uV,比综合热分析仪仪器的要高,同时热重分析仪仪器可由软件对TG曲线进行微分分析,不必重复设置微分控制单元。


3.在称重质量上,都可以满足用户要求,一般通用的样品量在10mg左右,样品过多或过少都可能增大称量误差,两者仪器都可满足要求,但热重分析仪的上皿式天平操作更加方便。


4.气氛控制上两者都提供多种气氛下的实验操作,但热重分析仪仪器提供了真空接口,用户可配真空机组。


5.软件处理方面,热重分析仪仪器的热分析软件拥有丰富的软件处理功能,同时可提供数据导出到专业的分析软件中。


6.温度范围不同,综合热分析仪仪器的温度只能达到1000℃,而热重分析仪的样品温度可达到1200℃,比综合热分析仪仪器要高很多。同时升温速率也比综合热分析仪仪器的要高一倍,分辨率能达到0.1℃。


7.仪器的成套性上,热重分析仪包含主机、数据采集控制系统、气氛控制系统共三部分,仪器上没有手动调节,采集控制均靠电脑完成,同时仪器控制面板上提供直观的仪表指示。而综合热分析仪仪器由热天平主机、微机温控单元、天平放大单元、微分单元、差热放大单元、接口单元、气氛控制单元等组成,共有4个控制箱,而且诸如量程设置、加热炉控制等都需要手动来完成,不能实现仪器的自动化操作,自动化程度较低。


8.从仪器的外形上来看,综合热分析仪仪器的外形较大,需占用较大空间,而热重分析仪仪器的外形明显较小,节省空间。


综上所述,热重分析仪无论从性能指标上还是操控方式上均优于综合热分析仪中温综合热分析仪。而且热重分析仪差热热重分析仪的技术指标有些已经接近综合热分析仪的指标,能够满足需要。


2004-10-15 浏览次数:6835次
本文来源:https://www.yiqi.com/daogou/detail_1078.html
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