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影響熱重曲線的因素

閱讀:3352      發(fā)布時間:2021-05-20
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1.基線漂移的影響熱重基線漂移是許多熱天平影響熱重曲線的共同因素。基線漂移是指試樣沒有變化而記錄曲線卻指示出有質(zhì)量變化的現(xiàn)象,它造成試樣失鶯或增重的假象。這種漂移主要與加熱爐內(nèi)氣體的浮力效應(yīng)和對流影響,Knudsen(克努森)力及溫度與靜電對大平機構(gòu)等的作刷緊密相關(guān)。
2.試樣支持器(坩堝與支架)的影響試樣容器及支架組成試樣支持器。盛放試樣的容器常用坩堝,它對熱重曲線有著不可忽視的影響。這種影響主要來自坩堝的大小、幾何形狀和結(jié)構(gòu)材料三個方面。
實踐表明,淺坩堝比深而大的坩堝容易得到準確可靠的實驗結(jié)果。坩堝大小和形狀對實驗結(jié)果的影響與試樣裝填量有關(guān)。一般較多的試樣使用深而大的坩堝,這時氣體的擴散阻力增加,使氣體產(chǎn)物擴散和逸出困難,也阻礙了氣氛進入試樣內(nèi)部。于是易使熱重曲線上的終止溫度Tf向高溫側(cè)偏移,這在氣氛與試樣或與氣體產(chǎn)物間有化學(xué)反應(yīng)時,將變得更為明顯。若試樣量較大,也難以使試樣均勻受熱,因而易使試樣內(nèi)的溫度梯度增大。這種不均勻的受熱使反應(yīng)溫度范圍擴展,亦即使反應(yīng)時間延長。
實驗前,坩堝與支架或多或少吸附著水汽,而在實驗過秸中重又逸出,這會使TG曲線失真。坩堝材料的導(dǎo)熱能力也盆對實驗結(jié)果帶來影啊,一般宜用導(dǎo)熱系數(shù)大的材料,以利于熱量傳遞.
3.測溫熱電偶的影響測溫熱電偶的位置有時會對熱重測量結(jié)果產(chǎn)生相當大的影響,特別是在溫度軸不校正時,不同位置測出的溫度有時相差數(shù)十度。
除了以上三點,天平性能,測量系統(tǒng)性能和環(huán)節(jié)問的匹配情況,電子儀器是否穩(wěn)定,對分析結(jié)果也有影響。
 

影響熱重曲線的試樣因素

在影響熱重曲線的試樣因素中,最重要的是試樣量、試樣粒度和熱性質(zhì)以及試樣裝填方式。!實際影響結(jié)果是它們的綜合效應(yīng)。這一效應(yīng)還難以用一種固定的規(guī)律來描述。下面對這些因素分別作一簡單討論。 ;
1.試樣量的影響 試樣量的影響常可歸結(jié)為對氣體擴散阻力的影響、對試樣內(nèi)溫度梯度的影響和對試樣實際溫度程序的影響。在討論坩堝形狀和大小的影響時,已從前兩個方面分析了試樣量增加所產(chǎn)生的效應(yīng),即終止溫度Tf向高溫側(cè)移動和反應(yīng)時間延長。這通常是增加試樣用量時普遍存在的現(xiàn)象。試樣反應(yīng)時間延長,還會導(dǎo)致熱重曲線上相鄰過程的分辨率降低;氣體擴散阻力的加大,有時還會改變熱重曲線的形狀。
2.試樣粒度的影響 試樣粒度對熱傳導(dǎo)和氣體的擴散同樣有著較大的影響。研究表明:由于粒度越小,通常單位質(zhì)量的表面積越大,因而分解速率比同質(zhì)量的大顆粒試樣快;粒度越小,反應(yīng)越易達成平衡,在給定溫度下的分解程度也就越大。于是,一般試樣粒度小易使起始溫度Ti和終止溫度Tf降低和反應(yīng)區(qū)間變窄,從而改變熱重曲線的形狀。
3.試樣的熱性質(zhì)、裝填方式和其它因素的影響試樣的反應(yīng)熱、導(dǎo)熱性和比熱容都對熱重曲線有影響,而且彼此還是互相聯(lián)系的。放熱反應(yīng)總是使試樣溫度升高,而吸熱反應(yīng)總是使試樣溫度降低。于是前者使試樣溫度高于爐溫,后者使試樣溫度低于爐溫。試樣溫度和爐溫間的差別,取決于熱效應(yīng)的類型和大小、導(dǎo)熱能力和比熱容。由于未反應(yīng)試樣只有在達到一定的臨界反應(yīng)溫度后才能進行反應(yīng),因此,溫度無疑將影響試樣反應(yīng)。例如,吸熱反應(yīng)易使反應(yīng)溫區(qū)擴展,且表觀反應(yīng)溫度(當熱電偶測的是爐溫時)總比理論反應(yīng)溫度高。
試樣裝填方式對熱重曲線的影響,一般地說,裝填越緊密,試樣顆粒間接觸就越好,也就越利于熱傳導(dǎo),但不利于氣氛氣體向試樣內(nèi)的擴散或分解的氣體產(chǎn)物的擴散和逸出。通常試樣裝填得薄而均勻,可以得到重復(fù)性好的實驗結(jié)果。
試樣的熱反應(yīng)性,歷史,和前處理、 雜質(zhì)、氣體產(chǎn)物的性質(zhì)、生成速率及質(zhì)量,固體試樣對氣體產(chǎn)物有無吸附作用等,是其它一些對熱重曲線有影響的試樣因素。試樣經(jīng)過研磨,有時會改變材料的結(jié)晶結(jié)構(gòu),還會使聚合物材料帶有靜電。帶有靜電后,不僅使裝樣困難,還會對天平誘發(fā)電荷,產(chǎn)生干擾。

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