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气氛对DTA测定结果的影响

时间:2023-06-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:气氛对试样的影响决定了气氛对DTA测定的影响。气氛对DTA测定的影响主要对那些可逆的固体热分解反应,而对不可逆的固体热分解反应影响不大。

气氛对DTA测定结果的影响

差热曲线的影响因素包括仪器、操作条件和试样三个方面。

1.仪器的影响

仪器的加热方式、炉子形状、尺寸对DTA曲线都有影响。这些因素会影响DTA曲线的基线稳定性和平直性。样品支持器对曲线也有很大的影响,尤其是均温块体的结构和材质,低热导率的材料(如陶瓷制成均温块体)对吸热过程有较好的分辨率,测得的峰面积较大。此外,试样支持器与参比物支持器要完全对称,它们在炉子中的位置及传热情况都要仔细考虑。

热电偶对DTA曲线上的峰形、峰面积及峰在温度轴的位置都有一定的影响。其中,热电偶的接点位置、类型和大小影响最大。热电偶的材料决定温度电势特性,同种材料制得的热电偶,其温度电势特性也不完全一致,相应的DTA曲线也不同。另外,要考虑热电偶接点对于试样和参比物的对称配置。不对称配置会使DTA曲线的重复性变差。还有一点,是仪器的电路系统的工作状态的影响,其中影响最大的是仪器的微伏直流放大器的抗干扰能力、信噪比和稳定性及对信号的响应能力。

2.操作条件的影响

升温速率是对DTA曲线产生最明显影响的实验条件之一,升温速率增大时,峰顶温度通常向高温方向移动,峰的大小和位置都有变化。气氛对DTA曲线也有很大的影响,不同性质的气氛(氧化气氛、还原气氛或惰性气氛)对DTA测定有较大的影响。气氛对试样的影响决定了气氛对DTA测定的影响。气氛对DTA测定的影响主要对那些可逆的固体热分解反应,而对不可逆的固体热分解反应影响不大。压力对DTA测定也有影响,对于不涉及气相的变化(晶型转变、熔融、结晶),转变前后体积基本不变或变化不大,压力对转变温度的影响很小,DTA峰温基本不变。相反,有气相变化(热分解、升华、气化、氧化)的DTA测试受压力的影响很大。

3.试样的影响(www.xing528.com)

试样的影响包括试样量、参比物和稀释剂的影响。试样用量越多,内部传热时间越长,所形成的温度梯度越大,DTA峰形就会扩张,而且试样用量过多还会使分辨率下降,峰顶温度会移向高温,即温度滞后会更严重。作为参比物必须满足在所使用的温度范围内是热惰性的,且参比物与试样比热容及热导率要相同或接近,一般都采用α―Al2O3(高温煅烧过的氧化铝粉末)。满足以上两个条件才能使DTA曲线基线漂移小。

表7―2列举了一些常用于差热分析的参比物质。对于无机样品,氧化铝、碳化硅常用作参比物,而对于有机样品,则可使用有机聚合物,例如硅油

表7―2 用于差热分析的常见参比物

为了使试样和参比物的热导率相匹配,还需要使用稀释剂。一般稀释剂可以选择表7―2所列的物质,但要求试样存在时稀释剂必须是惰性的。此外,稀释剂还可以使试样量维持恒定。

总之,DTA的影响因素是多方面的、复杂的,有的也是较难控制的。因此,要用DTA进行定量分析,一般误差很大,比较困难。如果只作定性分析,主要看峰形和要求不很严格的反应温度,则很多因素可以忽略,只需考虑试样量和升温速率。

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