上海盈諾儀器-熱分析設備選型指南
 

　　部分：概述-測試范圍
 

　　第二部分：選型-型號解讀
 

　　熱分析設備是一種通過加熱，檢測樣品溫度與重量、差熱信號的關系，熱分析設備主要分為差示掃描量熱儀(差熱法DSC,DTA)、熱重分析儀(熱重法TGA，DTG)、綜合熱分析(同步DSC-TGA或DTA-TGA)三個大類：
 

　　類：差示掃描量熱儀
 

　　差示掃描量熱儀(Differential Scanning Calorimetry，差熱法，DSC,DTA)主要是測試樣品的熔點、熱固化、光固化、冷結晶、相變潛熱、玻璃化轉變溫度、氧化誘導期、分解溫度、比熱容、反應動力學等，如果樣品為非晶體物質，那么不適用于此方法，可以通過全自動視頻熔點測試儀(MPT-V系列)或者顯微熱臺熔點測試儀(MPT-T系列)測試該物質熔點。
 

　　圖1：YND系列差示掃描量熱儀
 

　　第二類：熱重分析儀
 

　　熱重分析儀(Thermal Gravimetric Analyzer，熱重法TGA，DTG)主要是測試的是樣品質量隨著溫度變化(或時間變化，比如說在某溫度下恒溫X小時)而變化的關系。樣品在高溫中會升華、汽化、揮發(fā)、分解、氧化燃燒等，就會造成重量的損失，比如說，受潮的CaC2O4·H2O，含有自由水和結晶水，在50℃恒溫的條件下就會自由水就會揮發(fā)，造成重量降低；當溫度升高時，170℃-190℃，就會失去結晶水，從而轉變成CaC2O4；隨著溫度的持續(xù)上升，450℃-460℃時，CaC2O4分解成CaCO3和CO，此時CO隨著氣流排出，CaCO3留在樣品中；繼續(xù)加熱到750℃-800℃，CaCO3將繼續(xù)分解成CaO和CO2。此過程中包含了自由水揮發(fā)、分解的過程，有的樣品還有氧化燃燒的過程(比如說，熱重法測試炭黑含量，后期通入氧氣燃燒炭黑，生成CO2從而形成重量損失)，每個過程都有重量損失，測試出每一部分的重量損失比例、每一部分在多少溫度下產生重量變化。
 

　　圖2：TGA-C系列熱重分析儀
 

　　第三類：綜合熱分析儀
 

　　綜合熱分析儀(Simultaneous Thermal Analyzer，同步熱分析儀，DSC-TGA或DTA-TGA)在測試樣品的重量變化的同時，測試樣品發(fā)生的差熱變化，比如說CaC2O4分解成CaCO3和CO、CaCO3將繼續(xù)分解成CaO和CO2，吸收熱量；炭黑燃燒，釋放熱量等，在重量變化的同時，有差熱變化。
 

　　圖3：ZH-B系列熱重分析儀
 

　　以上三種熱分析儀，為通用型常見的檢測設備，每一種設備都有十幾、二十種型號，究竟如何選型？
 

　　大概的方向如下：首先，確認一下需要測試的項目，是重量方向還是差熱方向，或者兩個都需要？其次根據(jù)溫度，比如說，測試鉛的熔點，鉛熔點為327.5℃，那么使用差示掃描量熱儀(DSC)時室溫到500℃即可；后，看一下是否有其他特殊要求。
 

　　類：差示掃描量熱儀（Differential Scanning Calorimetry，差熱法，DSC,DTA）選型：
 

　　1、只測試等溫氧化誘導期(氧化誘導時間、OIT)，主要是電線電纜、管道行業(yè)：
 

　?、?測試樣品量小：選擇單路設備DSC-500A，YND-A1；
 

　　圖4：單路差示掃描量熱儀爐體新結構
 

　?、?測試樣品量稍微有點多或者時間稍長：選擇兩路設備DSC-OM2，YND-OM2，單次實驗可以測試兩個樣品，將縮短一半的測試時間，提高2倍測試效率，一個樣品的時間測試兩個數(shù)據(jù)，兩路傳感器單獨運行，互不影響；
 

　　圖5：BM2/OM2系列差示掃描量熱儀爐體
 

　?、?測試樣品量很多或者時間特別長：選擇四路設備DSC-OM4，YND-OM4，單次實驗可以測試四個樣品，將縮短到1/4的測試時間，提高4倍測試效率，一個樣品的時間測試四個數(shù)據(jù)，四路傳感器單獨運行，互不影響。
 

　　圖6：BM4 / OM4系列差示掃描量熱儀爐體
 

　　2、任意測試熔點、熱固化、冷結晶相變潛熱、玻璃化轉變溫度、氧化誘導期、分解溫度，行業(yè)不限，根據(jù)以下四點選擇型號(如果測試比熱容、反應動力學，建議選擇YND系列設備)：
 

　　① 首先根據(jù)樣品的待測溫度選擇適當?shù)姆秶?160℃~500℃/800℃，-40℃/-30℃/-20℃/-10℃~500℃，RT~500℃/800℃/1150℃/1450℃/1550℃；溫度適合的比較好，不建議預留溫度區(qū)間過大，比如說應該在600℃左右，DSC-800B或者YND-C1即可(RT~800℃)，如果沒有擴項的需要，選擇RT~1550℃或者-160℃~800℃，就不是很合適了。
 

　?、?測試樣品量多的客戶，可以選擇多路的設備：DSC-BM系列，YND-BM系列，單次實驗可以測試兩個樣品或者四個樣品；
 

　　③ DSC系列與YND系列的區(qū)別：YND系列靈敏度、基線的穩(wěn)定性都比DSC系列高，YND系列是一體機設備，內置10.8寸觸屏電腦，不用另配電腦，DSC系列需要外配電腦使用。
 

　　3、如果需要高壓(DSC-HP系列目前我公司設備有0-3Mpa,0-5Mpa)、UV光照測試光固化(DSC-UV系列)，可以直接根據(jù)溫度、壓力范圍選擇；如果是其他特殊要求，可以直接與我公司聯(lián)系，屆時會安排技術人員對接。
 

　　圖8：DSC-HP系列差示掃描量熱儀
 

　　第二類：熱重分析儀（Thermal Gravimetric Analyzer，熱重法TGA，DTG）：
 

　　我公司熱重分析儀主要類型：
 

　?、?按照溫度分：TGA-1000系列(RT-1000℃)，TGA-1250系列(RT-1250℃)，TGA-1450系列(RT-1450℃)，TGA-1550系列(RT-1550℃)；
 

　?、?按照天平檔次分：TGA-A系列(國產0.1mg分辨率的普通天平)，TGA-B系列(國產0.01mg分辨率的天平)，TGA-Q系列(德國進口賽多利斯天平，0.01mg分辨率)；
 

　　圖9：德國進口賽多利斯天平重量曲線(5mg)
 

　　圖10：TGA-B系列重量曲線(30mg以上)
 

　?、?按照密封性能分：TGA-A系列、TGA-B系列(非密封設備，無法收集揮發(fā)氣體，無法測試炭黑含量，惰性氣體保護效果會隨著時間增加而變低)，TGA-C系列(密封設備，可以收集揮發(fā)氣體，可以測試炭黑含量，惰性氣體保護效果*，保證爐體進入的氣體為單一氣體)(該部分詳情可以參考《上海盈諾熱重分析儀密封性能實驗研究報告》)。
 

　?、?按照可添加樣品量分：TGA-A系列、TGA-B系列、TGA-Q系列、 TGA-C系列(均為中劑量樣品，坩堝為φ6mm*10mm，可以選配大劑量支架φ10mm*26mm)，TGA-D系列(為超大劑量樣品，坩堝為φ26mm*50mm)。
 

　　圖11：不同尺寸的熱重坩堝
 

　　選型時，可以根據(jù)以下幾點：
 

　?、?精度要求不高，粗糙的測試：可以根據(jù)溫度的不同選擇TGA-A系列(TGA-1000A，TGA-1250A，TGA-1450A，TGA-1550A)
 

　?、?有一定的精度要求，可以增加樣品測試量(20mg以上)，樣品重量損失比例大于1%，不用惰性氣體保護：可以根據(jù)溫度的不同選擇TGA-B系列(TGA-1000B，TGA-1250B，TGA-1450B，TGA-1550B)
 

　　圖12：TGA-B系列密封性實驗(非密封，炭黑一直氧化)
 

　?、?有一定的精度要求，可以增加樣品測試量(20mg以上)，樣品重量損失比例大于1%，需要用惰性氣體保護、或者氮氣氧氣切換運行：可以根據(jù)溫度的不同選擇TGA-C系列(TGA-1000C，TGA-1250C，TGA-1450C，TGA-1550C)
 

　　圖13：TGA-C系列炭黑含量測試
 

　　④ 精度要求比較高，或樣品測試量比較少(5mg左右)，或樣品重量損失比例小于1%，且不用惰性氣體保護：可以根據(jù)溫度的不同選擇TGA-QB系列(TGA-Q1000B，TGA-Q1250B，TGA-Q1450B，TGA-Q1550B)
 

　?、?精度要求比較高，或樣品測試量比較少(5mg左右)，或樣品重量損失比例小于1%，需要用惰性氣體保護、或者氮氣氧氣切換運行：可以根據(jù)溫度的不同選擇TGA-QC系列(TGA-Q1000C，TGA-Q1250C，TGA-Q1450C，TGA-Q1550C)
 

　?、?如果要測試樣品比較多，或者重量損失特別小，可以根據(jù)溫度的不同、是否密封選擇TGA-DB系列或者TGA-DC系列
 

　　圖14：TGA-D系列熱重分析儀
 

　　第三類：綜合熱分析儀（Simultaneous Thermal Analyzer，同步熱分析儀，DSC-TGA或DTA-TGA，STA）
 

　　我公司綜合熱分析儀主要類型與熱重分析儀類似(綜合熱分析儀沒有大劑量和超大劑量),選型時，可以根據(jù)以下幾點：
 

　?、?精度要求不高，粗糙的測試：可以根據(jù)溫度的不同選擇ZH-A系列ZH-1000A，ZH-1250A，ZH-1450A，ZH-1550A)
 

　?、?有一定的精度要求，可以增加樣品測試量(20mg以上)，樣品重量損失比例大于1%，不用惰性氣體保護：可以根據(jù)溫度的不同選擇ZH-B系列(ZH-1000B，ZH-1250B，ZH-1450B，ZH-1550B)
 

　?、?有一定的精度要求，可以增加樣品測試量(20mg以上)，樣品重量損失比例大于1%，需要用惰性氣體保護、或者氮氣氧氣切換運行：可以根據(jù)溫度的不同選擇ZH-C系列(ZH-1000C，ZH-1250C，ZH-1450C，ZH-1550C)
 

　　④ 精度要求比較高，或樣品測試量比較少(5mg左右)，或樣品重量損失比例小于1%，且不用惰性氣體保護：可以根據(jù)溫度的不同選擇ZH-QB系列(ZH-Q1000B，ZH-Q1250B，ZH-Q1450B，ZH-Q1550B)
 

　　④ 精度要求比較高，或樣品測試量比較少(5mg左右)，或樣品重量損失比例小于1%，需要用惰性氣體保護、或者氮氣氧氣切換運行：可以根據(jù)溫度的不同選擇ZH-QC系列(ZH-Q1000C，ZH-Q1250C，ZH-Q1450C，ZH-Q1550C)
 

　　選型方案不是的，如不清楚樣品的特性或未知選型，可以聯(lián)系我公司銷售人員；如果方便，建議您直接郵寄樣品到我公司測試，檢測樣品適合的型號；如果相距不遠，建議客戶直接來我公司實驗室測試。