差熱分析儀的工作原理

更新時間：2016-01-15

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差熱分析(differential thermal analysis, DTA)法是在程序控溫下，測量物質與參比物之間溫度差隨溫度或時間變化的一種技術。根據熱分析協會(international confederation for thermal analysis, ICTA) 規定，DTA曲線放熱峰向上，吸熱峰向下，靈敏度單位為微伏(μV)。如圖1-1為苦味酸(*酚)的DTA曲線。

可見，體系在程序控溫下，不斷加熱或冷卻降溫，物質將按照它固有的運動規律而發生量變或質變，從而產生吸熱或放熱，根據吸熱或放熱便可判定物質內在性質的變化。如：晶型轉變、熔化、升華、揮發、還原、分解、脫水或降解等。

差熱分析儀主要由溫度控制系統和差熱信號測量系統組成，輔之以氣氛和冷卻水通道，測量結果由記錄儀或計算機數據處理系統處理。

1.溫度控制系統

該系統由程序溫度控制單元、控溫熱電耦及加熱爐組成。程序溫度控制單元可編程序模擬復雜的溫度曲線，給出毫伏信號。當控溫熱電耦的熱電勢與該毫伏值有偏差時，說明爐溫偏離給定值，由偏差信號調整加熱爐功率，使爐溫很好地跟蹤設定值，產生理想的溫度曲線。

2.差熱信號測量系統

該系統由差熱傳感器、差熱放大單元等組成。

差熱傳感器即樣品支架，由一對差接的點狀熱電耦和四孔氧化鋁桿等裝配而成，測定時將試樣與參比物(常用α-Al2O3)分別放在兩只坩堝中，置于樣品桿的托盤上，然后使加熱爐按一定速度升溫(如10℃·min-1)。如果試樣在升溫過程中沒有熱反應(吸熱或放熱)，則其與參比物之間的溫差ΔT=0;如果試樣產生相變或氣化則吸熱，產生氧化分解則放熱，從而產生溫差ΔT，將ΔT所對應的電勢差(電位)放大并記錄，便得到差熱曲線。各種物質因物理特性不同，因此表現出其*的差熱曲線。