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熱重分析儀的工作原理是什么?
更新時間:2024-07-05   點擊次數(shù):686次

熱重分析儀(Thermogravimetric Analyzer,簡稱TGA)是一種用于研究材料在受控溫度程序下重量變化的精密儀器。它通過測量樣品在升溫過程中由于物理或化學變化而導致的質(zhì)量損失,從而揭示材料的組成、穩(wěn)定性以及熱分解特性等重要信息。熱重分析儀廣泛應用于化學、材料科學、制藥、食品工業(yè)等領域,是分析和表征材料的重要工具之一。

熱重101.jpg

上海和晟 HS-TGA-101 熱重分析儀

工作原理

熱重分析儀的基本工作原理是通過精確控制樣品的溫度,同時連續(xù)監(jiān)測樣品的質(zhì)量變化。這一過程通常在一個封閉的爐子內(nèi)進行,爐子內(nèi)部的環(huán)境可以是惰性氣體、氧化性氣體或其他特定氣氛。樣品放置在一個精密的電子天平上,天平能夠?qū)崟r測量樣品在不同溫度下的重量。

步驟一:樣品裝載

首先,將待測樣品放入特制的坩堝中,然后將坩堝放置在天平上。樣品的裝載量通常很小,一般在幾毫克到幾十毫克之間,以確保測量的準確性和靈敏度。

步驟二:溫度控制

接下來,啟動儀器,設置所需的升溫速率、最終溫度以及保持時間等參數(shù)。爐子內(nèi)部的加熱元件開始工作,按照預設的溫度程序逐漸升高樣品的溫度。

步驟三:質(zhì)量監(jiān)測

在整個升溫過程中,天平持續(xù)監(jiān)測樣品的質(zhì)量。任何由于樣品的熱分解、氧化、脫水或其他物理化學反應導致的質(zhì)量變化都會被記錄下來。這些質(zhì)量變化可以通過與溫度的對應關系繪制成熱重曲線(TGA曲線)。

步驟四:數(shù)據(jù)分析

最后,通過對熱重曲線的分析,可以得到樣品在不同溫度下質(zhì)量變化的詳細信息。例如,從曲線上可以觀察到樣品開始失去質(zhì)量的溫度、失重的速率以及總的質(zhì)量損失量。這些數(shù)據(jù)有助于研究人員確定樣品的成分、熱穩(wěn)定性以及其他關鍵的熱性質(zhì)。


和晟 HS-TGA-101 參數(shù).jpg

應用實例

熱重分析儀的應用非常廣泛。例如,在聚合物科學中,TGA可以用來測定聚合物的純度和添加劑的含量;在藥物研究中,它可以用來評估藥物的熱穩(wěn)定性和含水量;在食品工業(yè)中,TGA則可以用來檢測食品中的水分和揮發(fā)性物質(zhì)含量。


五水硫酸銅.png

總之,熱重分析儀作為一種強大的分析工具,為我們提供了深入理解材料熱性能的窗口。通過對樣品在溫度變化過程中的質(zhì)量監(jiān)測,我們能夠獲得關于材料組成和熱行為的寶貴信息,這對于材料的設計、開發(fā)和應用具有重要的意義。隨著技術的不斷進步和創(chuàng)新,熱重分析儀的性能和應用范圍將繼續(xù)擴大,為科學研究和工業(yè)生產(chǎn)帶來更多的可能性。




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