什么是熱分析法（TA）？

熱分析法或TA是指在材料被加熱、冷卻或置于恒溫條件下時用于衡量材料性能隨時間或溫度所發生變化的方法。樣品質量通常為mg并且所測材料的變化極小。

檢測的材料性能包括樣品重量、剛度、熔化溫度變化和樣品尺寸。這些可衡量的變化被繪制成熱分析圖，而熱分析圖的特征能提供有關材料基本特性的信息，如熔點、玻璃化轉變和結晶溫度等。由此可以測定材料的基本性能和成分，并預測材料在各種應用場景中的性能。

采用熱分析法對于確保材料滿足相應規范規定而言至關重要。該方法廣泛用于聚合物、制藥、食品、電子、電池材料、陶瓷和金屬等多種行業的研發與質量控制過程。

熱分析法如何發揮作用？

一臺熱分析儀由一個加熱爐和一個帶傳感器的樣品架組成。在加熱爐內對樣品進行加熱或冷卻時，傳感器會檢測出樣品的熱性能或物理性能的變化。溫度控制裝置控制加熱爐溫度，而數據記錄裝置記錄樣品溫度和傳感器信號并對其進行分析。

可根據所需溫度范圍提供不同類型的加熱爐和冷卻配件。通常，在控制氣體環境中利用通常由氮氣或空氣組成的凈化氣體完成上述測量。

溫度控制、數據記錄和分析均采用計算機控制。用戶根據所需信息選擇一種或多種熱分析方法。可將計算機連接至多臺其它類型測量儀器上，保證同步測量與分析。

使用哪種測量方法？

有多種測量方法可供使用，而方法是否合適，取決于所分析的熱性能類型。常用的方法有DSC（差示掃描量熱法）、TGA（熱重分析）、DMA（動態熱機械分析）和TMA（熱機械分析）等。

每種熱分析儀均能提供大量關于材料性能的信息，但有時，不同技術的結果和評估可能會有所不同。根據所需信息，需選擇一種或多種方法。

?

DSC：差示掃描量熱法

DSC用于測定完成某一熱事件所需的熱流量。吸熱或放熱信號會提供關于熔化、玻璃化轉變、結晶、化學反應、熱歷史等熱性能的信息，另外DSC也可以測定比熱容。

首先將待分析樣品和參比物（通常是空盤）置于DSC加熱爐中，在控制條件下變更加熱爐溫度。隨后根據施加的溫度測定樣品與參比物之間的溫度差。

STA：同步熱重分析

TGA用于測定樣品質量隨時間或溫度改變而產生的變化。該方法用于評估樣品成分的熱穩定性、分解溫度和定量分析。某些TGA可將DSC和TGA集成到單臺同步裝置，成為STA，即同步熱重分析儀。

首先將樣品置于加熱爐中的高靈敏度天平上。隨后在標準或惰性氣體環境中監測樣品質量隨時間或控制溫度而發生的變化。

TMA：熱力學分析法

TMA用于測定樣品尺寸隨時間或溫度改變而發生的變化。變形引起的現象包括熱膨脹、收縮、玻璃化轉變。采用這種方法可測定固化反應。

首先將樣品置于TMA加熱爐中，控制樣品溫度變化，使樣品受力（壓縮、拉伸、彎曲或扭曲）。隨后可檢測出樣品在特定溫度下的任何變形情況。

DMA：動態力學分析法

DMA用于測定材料的粘彈性。它的主要用途是檢測玻璃化轉變，但還可以用于測定二次轉變、材料剛度、固化程度和阻尼。

首先將樣品夾在DMA儀器測量夾具上，控制樣品溫度變化，并對樣品施加正弦力。隨后測定所施力與隨之產生的形變之間的關系。

 熱分析法的優點

熱分析法的主要優點在于它能準確分析材料的基本性能。即使對于復雜材料，通常也能梳理出組成聚合物的性能，從而確定混合物中所含成分。熱分析法適用于各種材料，無需具體材料的校準曲線，由此可確保輕松完成對新材料的研究。

對于熱分析，樣品制備過程非常簡單，無需處理有害化學物質，只要稍加培訓，任何人（尤其使用高度自動化儀器的人員）都能完成相關分析。

分析過程相對較短，大多數可在一小時內完成。設備運行成本低，不使用時無需保持備用狀態，從而降低電力和氣體消耗量。

最后，熱分析儀易于使用，而且還有大量已獲認可的方法可供選擇，確保用戶獲得對其產品適用的相關信息。

我們如何幫助您？

我們供應DSC、STA、TMA和DMA等全系列熱分析儀。我們的專家非常樂意為您解答有關熱分析法的任何問題。請隨時聯系我們。